内容正文:
主题一 物质的性质与应用
专题05 水和溶液(5~8分)
目录
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!
2 / 15
学科网(北京)股份有限公司zxxk.com
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
01考情透视·目标导航
02知识导图·思维引航
03考点梳理·考法探究
考点一 水资源及其利用
考点梳理
题型精选
►考向01 水的净化
►考向02 水的净化及常用的净水方法
►考向03 过滤操作
►考向04 硬水和软水
►考向05 水的污染与防治保护
考点二 水的组成
考点梳理
题型精选
►考向01 电解水实验与微观分析
►考向02 单质、化合物、氧化物
考点三 溶液及其运用
考点梳理
题型精选
►考向01 溶液的特征及判断
►考向02 溶解时的吸放热现象
►考向03 乳化现象及应用
考点四 溶解度
考点梳理
题型精选
►考向01 饱和溶液和不饱和溶液判断
►考向02 溶解度曲线的运用
考点五 溶质的质量分数
考点梳理
题型精选
►考向01 溶质质量分数的计算
实验01 水的组成及变化的探究
题型精选
►考向01 对水电解实验的进一步探究
实验02 配制一定溶质质量分数的溶液
考点梳理
题型精选
►考向01 配制一定溶质质量分数的溶液
实验03 粗盐的提纯
考点梳理
题型精选
►考向01 粗盐的提纯
跨学科实践01 水质检测及自制净水器
跨学科实践02 海洋资源的综合利用与制盐
04分层训练·巩固提升
考点要求
课标要求
考查频次
命题预测
水资源及其利用
· 认识水资源状况,了解水的污染与防治。
· 掌握水的净化方法,了解硬水和软水概念,并能正确鉴别硬水和软水。
· 5年/4考
· 2024、2023、2022、2021、年
广东省考卷中,这部分的考点常以选择题、填空题、实验题、计算题考查。
在选择题中常见的命题点有:水资源状况、水的净化方法、溶液的概念、固体溶解度概念、溶解度曲线意义等。常结合常见生活中现象、工农业生产、科学实验等以文字或图片结合的形式呈现。
在选择、填空、实验题中,常见的命题点:电解水实验、配制一定溶液的溶质质量分数的溶液、粗盐提纯、实验步骤、仪器的使用、误差分析。
水的组成
· 掌握水的性质。
· 掌握电解水实验内容,并能通过该实验理解水的组成。
· 近5年4考
· 2024、2023、2021、2020年
溶液及其运用
· 了解溶液概念与特征
· 掌握溶液的组成及其运用
· 能正确区分不同溶液中的溶质和溶剂
· 近5年0考
溶解度
· 了解溶解性
· 了解气体溶解度
· 掌握固体溶解度及影响因素
· 掌握溶解度曲线的含义
· 掌握结晶的两种方法
· 近5年5考
溶质的质量分数
· 理解溶液的溶质质量分数的意义
· 掌握配制一定溶液的溶质质量分数的溶液、对粗盐的提纯有一定掌握。
· 近5年
· 2024、2021、2020
考点一 水资源及其利用
一、自然界的水
1.全球水资源状况
(1)储量:地球表面约71%被水覆盖着。水的总储量很大,但陆地淡水只约占全球水储量的2.53%,而可利用的只约占其中的30.4%,不到总水储量的1%。
(2)分布形式:海洋水、湖泊水、河流水、地下水、大气水、生物水等。
2. 水污染的原因
①工业“三废”(废渣、废液、废气);
②农药、化肥的不合理施用;
③生活垃圾、生活污水的任意排放;
3. 水污染的原因
①工业上应用新技术、新工艺减少污染物产生,对污染的水体处理达标后排放;
②农业上合理施用农药、化肥,提倡使用农家肥;
③生活上生活污水要集中处理达标排放,不使用含磷洗涤剂等;加强水质监测。
二、硬水和软水
1.概念
硬水:含有较多可溶性钙、镁化合物的水,叫做硬水。
软水:不含或含有较少可溶性钙、镁化合物的水,叫做软水。
2.硬水和软水的检验
(1)用肥皂水来检验硬水和软水。把等量的肥皂水分别滴在盛有等量的软水、硬水的试管中,振荡,产生泡沫多的是软水,产生泡沫少或不产生泡沫的是硬水。
(2)用加热煮沸的方法来检验硬水和软水。水加热煮沸时,有较多沉淀产生的是硬水,不产生沉淀或产生的沉淀较少的是软水。
3.硬水的软化
硬水的软化就是设法除去硬水中的钙、镁化合物。
生活中常用煮沸法;
实验室常用蒸馏法;
工业上常用离子交换法和药剂软化法。
4.使用硬水造成的危害
(1)用硬水洗涤,不仅浪费肥皂,不容易洗干净,还会使纤维变脆、易断。
(2)硬水有苦涩味,饮用硬水会使人的胃肠功能紊乱,出现不同程度的腹胀、腹泻和腹痛。
(3)锅炉用水硬度太大,会产生水垢,这会大大降低锅炉的导热能力,造成燃料的浪费。另外,当水垢爆裂脱落时,造成炉壁局部受热不均,易引起锅炉爆炸。
【易混易错】
(一)误认为过滤、使用活性炭吸附可以将硬水软化。
过滤只能除去水中的不溶性杂质,不能除去可溶性杂质;活性炭可以吸附掉水中的一些可溶性杂质(色素或异味);两种方法均不能使硬水软化。硬水软化的常用方法是加热煮沸和蒸馏。
(二)误认为软水是纯净物。
软水是指不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水,因此纯水一定是软水,软水不一定为纯水。
(三)误认为水中含有氢分子。
水可用“H2O”表示,但不能把“H2O”中的“H2”错误地理解为氢分子。物质的分子构成通常用“原子”来描述。纯净物的分子中 不能有其他分子,水分子由氢原子和氧原子构成,H元素右下角的“2” 表示每个水分子含有2个氢原子,不可能含有其他分子。
(四)误认为含氧化合物就是氧化物。
含氧化合物是指含有氧元素的化合物,组成元素可以是两种,也 可以是两种以上,但一定含有氧元素;而氧化物是指由两种元素组成 且其中一种元素为氧元素的化合物。含氧化合物与氧化物属于包含关 系,即含氧化合物包含氧化物。
三、水的净化
1.自来水的净化
(1)步骤:取水→加絮凝剂→反应沉淀池→过滤池→活性炭吸附池→清水池→消毒→配水泵→用户。
(2)絮凝的作用:往水中加含有明矾形成胶状物质,能吸附水中悬浮的颗粒物杂质被吸附絮凝而沉淀除去。
(3)过滤的作用:除去水中混有的固体杂质。
(4)吸附的作用:用具有吸附作用的活性炭,不仅可以除去水中的一些不溶性杂质,还可以吸附色素和异味。
(5)消毒的作用:用氯气(Cl2)等消毒剂可以除去水中的细菌、病毒等。
2.常见的水的净化方法
净化方法
原理
作用
沉淀
静置,使不溶性大颗粒物质沉淀下来,与水分离
除去大颗粒不溶性物质
过滤
把不溶于水的固体物质与水进行分离
除去难溶性(或不溶性)物质
吸附
利用活性炭的吸附作用除去自然界水中的一些色素和异味
除去色素和异味
杀菌
消毒
利用杀菌剂的强氧化性杀死水中病毒、细菌
杀死水中的病毒、细菌
蒸馏
利用混合物中各成分的沸点不同将其分离
除去各种杂质(净化程度最高)
四、 过滤和蒸馏
1. 过滤
(1)适用范围
用于将不能溶于液体的固体与液体分离。
(2)装置及操作要点
一贴:滤纸紧贴漏斗内壁,中间不要留有气泡,若有较多气泡会使过滤速率减慢。
两低:
①滤纸边缘比漏斗口稍低,防止液体从漏斗外溢出;
②漏斗内液面比滤纸边缘低,防止液体未经过滤,从滤纸和漏斗间隙中流下。
三靠:
①玻璃棒斜靠在三层滤纸处,防止玻璃棒捅破润湿的滤纸造成过滤失败;
②倾倒液体时,烧杯口紧靠玻璃棒,用玻璃棒引流防止液体溅出;
③漏斗下端的尖端部分紧靠烧杯内壁,使滤液沿烧杯壁流下,防止滤液向四周飞溅。
2. 蒸馏
(1)定义及装置
①蒸馏自来水是将水加热沸腾形成水蒸气,再将水蒸气冷凝成纯净水的过程。
②蒸馏是硬水软化的一种方法,是净化程度最高的净水方法,得到的蒸馏水属于纯净物。
(2)实验注意事项
①蒸馏烧瓶下面需垫上陶土网,不能用酒精灯直接加热,防止蒸馏烧瓶受热不均匀而炸裂。
②蒸馏烧瓶中液体体积不能少于其容积的,也不能多于其容积的。
③蒸馏烧瓶内应加入几粒沸石(或碎瓷片),使蒸馏平稳进行,以防加热时暴沸。
④冷却水的流向应跟蒸气的流向相反,这种逆流冷却可以收到最大的冷却效果。
五、 其他净水方法
1.活性炭净水器
a.活性炭的作用:
过滤和吸附
b.下口进水上口出水的好处:
延长净水时间,增强净水效果。
2.简易净水装置
a. 每层材料都有过滤作用
b. 活性炭:吸附作用
c. 蓬松棉:隔离和支撑作用(防止活性炭颗粒堵塞出水口)
【方法技巧】
1.自来水净化过程中,投什么药,如何消毒?
投入氯气(Cl2)或液氯或ClO2。Cl2+H2O=HCl+HClO,HClO有强氧化性,可将水中的细菌和病毒中的蛋白质失去活性,达到消毒目的。但是该方法会使消毒后的自来水中存在有机氯化物,对人体健康会造成伤害。
现在比较先进的方法是使用高铁酸钾(K2FeO4)作自来水的净化消毒剂。4K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8KOH。一方面:生成的Fe(OH)3(胶体)具有吸附作用,把水中的悬浮的杂质吸附;另一方面:FeO42-有强氧化性,可将水中的细菌和病毒中的蛋白质失去活性;更重要的是:该方法高效、无毒无害!
2. 过滤后滤液仍然浑浊,可能的原因有哪些?
①滤纸破损;
②过滤时液面高于滤纸边缘;
③仪器不干净等
►考向01 水的净化及常用的净水方法
【例1】(2024·广东广州·三模)某便携式户外净水器能够除去河水、溪水中的铅离子、汞离子等有害金属离子和软化水质。下图是该便携式户外净水器的结构示意图,下列有关分析正确的是
A.将出水和入水位置互换后,净水效果更好 B.该装置利用了活性炭进行杀菌消毒
C.净化后,水中铅离子、汞离子含量升高 D.净化后,水中钙离子、镁离子含量降低
【答案】D
【详解】A、出水和入水的位置互换,水自上而下速度加快,净水时间变短,减弱了净水效果,故选项不符合题意;
B、活性炭具有疏松多孔的结构,具有吸附性,但不能杀菌消毒,故选项不符合题意;
C、净水装置能除去水中的铅离子、汞离子,净化后,水中铅离子、汞离子含量降低,故选项不符合题意;
D、该装置能软化水质,净化后,水中钙离子、镁离子含量降低,故选项符合题意;
故选:D。
【变式1-1】(2024·广东·二模)某校开展了2024年“世界水日”“中国水周”主题宣传活动。活动期间,项目小组同学利用自制的简易净水器(如图所示)对水样进行处理。
下列对水样处理过程分析正确的是
A.小卵石和石英砂与滤纸的作用相似 B.活性炭具有吸附性,可用于杀菌消毒
C.利用图中装置能把硬水变为软水 D.利用图中装置能将水样变为纯水
【答案】A
【详解】A.小卵石可以除去较大固体物质,石英砂可以除去较小固体物质,滤纸过滤可以除去不溶性物质,小卵石和石英砂与滤纸的作用相似,故选项A分析正确,符合题意;
B.活性炭具有吸附性,可用于吸附色素和异味,不能杀菌消毒,故选项B分析错误,不符合题意;
C.利用图中装置能除去不溶性物质,不能把硬水变为软水,故选项C分析错误,不符合题意;
D.利用图中装置除去不溶性物质,水中含有可溶性杂质,不能将水样变为纯水,故选项D分析错误,不符合题意;
故选A。
【变式1-2】(24-25九年级上·广东茂名·期中)如图是几种净水方法,其中叙述错误的是
A.图①净水程度最高 B.图④中粒状活性炭层的作用是吸附
C.上述净水方法中,能降低水的硬度的方法有②④ D.图③中漏斗下端紧靠烧杯内壁是为了防止滤液溅出
【答案】C
【详解】A、蒸馏可以除去水中的所有杂质,所以蒸馏在所有净化水的方法中净化程度最高,故说法正确;
B、活性炭具有吸附性,故粒状活性炭层的作用是吸附,故说法正确;
C、蒸馏和加热煮沸能降低水的硬度,活性炭的吸附作用不能降低水的硬度,故说法错误;
D、过滤液体时,注意“一贴、二低、三靠”的原则,漏斗下端紧靠烧杯内壁,防止滤液溅出,故说法正确。
故选C。
►考向02 过滤操作
【例2】(24-25九年级上·广东茂名·期中)下列关于过滤操作的叙述中,不正确的是
A.液面不要低于滤纸的边缘 B.滤纸的边缘要略低于漏斗口
C.玻璃棒要靠在三层滤纸的一边 D.漏斗下端管口要紧靠烧杯内壁
【答案】A
【详解】A、过滤操作中漏斗中液体的液面要低于滤纸的边缘,否则会造成滤液浑浊,故选项说法错误;
B、过滤时漏斗下端管口要紧靠烧杯内壁,防止液体飞溅,故选项说法正确;
C、过滤时玻璃棒要靠在三层滤纸的一边,防止戳破滤纸,故选项说法正确;
D、漏斗下端管口要紧靠烧杯内壁,防止液体飞溅,故选项说法正确;
故选:A。
【变式2-1】(24-25九年级上·广东河源·期中)过滤时错误的操作是
A. 玻璃棒末端靠在漏斗内三层滤纸处 B. 漏斗下端的尖嘴口紧靠烧杯内壁中上部
C. 过滤器内液体的液面要低于滤纸的边缘 D. 为增大过滤速率,用玻璃棒搅拌漏斗内的液体
【答案】 D
【解析】A. 过滤时,玻璃棒末端靠在漏斗内三层滤纸处,故正确,不符合题意;
B. 过滤时,漏斗下端的尖嘴口紧靠烧杯内壁中上部,防止液体外溅,故正确,不符合题意;
C. 过滤时,过滤器内液体的液面要低于滤纸的边缘,故正确,不符合题意。
D. 过滤时,用玻璃棒搅拌漏斗内的液体,会使滤纸破损,滤液浑浊,故错误,符合题意。
故答案为:D。
【变式2-2】(24-25九年级上·广东深圳·阶段练习)水是生命之源,人类的日常生活与工农业生产都离不开水。某化学兴趣小组在汶河收集了一瓶浑浊的河水,他们在实验室里模仿自来水厂的净水过程,其流程图如图:
(1)水厂的过滤操作是在过滤池中完成。实验室进行该操作时,用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、 ,其中玻璃棒的作用是 。下列做法不恰当的是 (填字母序号)。
A.为了加快过滤速度,用玻璃棒搅拌 B.滤纸的边缘要低于漏斗口
C.玻璃棒要靠在三层滤纸的一边 D.漏斗下端的管口要紧靠烧杯的内壁
(2)过滤后发现滤液仍然浑浊,可能的原因是 (写出一条即可)。
(3)自来水厂配送给用户的自来水是 (填“纯净物”或“混合物”)。要获得净化程度最高的水,还需要对自来水进行 操作。图中“杀菌消毒”过程主要发生的是 变化(填“物理”或“化学”)。
(4)如图是活性炭净水器示意图。为了达到较好的净化效果,液体应该从 端通入(填“a”或“b”)。
【答案】(1) 漏斗 引流 A
(2)滤纸破损、液面高于滤纸边缘
(3) 混合物 蒸馏 化学
(4)b
【详解】(1)过滤时需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,其中玻璃棒作用是引流,防止液体溅出;
A、为了加快过滤速度,若用玻璃棒搅拌,则易将滤纸破损,影响过滤效果,做法错误;
B、滤纸的边缘要低于漏斗口,防止滤纸破损,做法正确;
C、玻璃棒要靠在三层滤纸处,防止滤纸被玻璃棒破损,影响过滤效果,做法正确;
D、漏斗下端的管口要紧靠烧杯内壁,防止液体溅出,做法正确;
故选A;
(2)过滤后滤液仍浑浊可能的原因是滤纸破损(液体从破损处流下)或液面高于滤纸边缘(液体从滤纸与漏斗夹层之间流下)或盛接滤液的烧杯不干净等;
(3)自来水厂配送给用户的自来水中存在水和可溶性杂质和微生物,是混合物;
蒸馏几乎能除去水中所有的杂质,要获得净化程度最高的水,还需要对自来水进行蒸馏操作;
杀菌消毒过程中病毒和细菌失活,有新物质生成,属于化学变化;
(4)为了让水充分接触活性炭,水应从“b”端进入,慢慢通过活性炭。
►考向03 水的污染与防治保护
【例3】(2024·广东广州·二模)贵阳坚定不移推进“生态立市”战略,2024年2月,作为贵阳南明河重要支流之一的贯城河在“消失”近20年后重回人们视野。下列做法与此战略不相符的是
A.宣传保护母亲河的意识 B.落实垃圾分类回收
C.将生活污水排放入河道 D.群众参与河湖治理
【答案】C
【详解】A、宣传保护母亲河的意识,有利于推进“生态立市”战略,选项正确;
B、落实垃圾分类回收,有利于水资源保护,推进“生态立市”战略,选项正确;
C、将生活污水排放入河道,造成水污染,不利于推进“生态立市”战略,选项错误;
D、群众参与河湖治理,推进“生态立市”战略,选项正确。
故选C。
【变式3-1】(2024·广东茂名·一模)水是生命之源,下列关于水的说法正确的是
A.溶液的溶剂一定是水 B.电解水实验中负极产生的是氢气
C.淡水是取之不尽、用之不竭 D.农业上将滴灌改为漫灌可节约水资源
【答案】B
【详解】A、溶液的溶剂不一定水,比如碘酒的溶剂是酒精,选项错误;
B、电解水中“氢二氧一,正氧负氢”,所以负极产生的气体是氢气,选项正确;
C、淡水资源是有限的,并不是源取之不尽,用之不竭,选项错误;
D、农业上将漫灌改为滴灌可节约水资源,选项错误;
故选B
【变式3-2】(2024·广东佛山·二模)“零废弃”是一种环保理念。下列做法符合该理念的是
A.用淘米水浇花 B.多使用一次性碗筷 C.将垃圾就地填埋 D.加高烟囱排放废气
【答案】A
【详解】A、用淘米水浇花,可以节约用水,符合环保理念,故选项符合题意;
B、多使用一次性碗筷,会浪费资源,不符合环保理念,故选项不符合题意;
C、将垃圾就地填埋,会污染环境,不符合环保理念,故选项不符合题意;
D、加高烟囱,将燃烧的废气排到高空,防止不了环境污染,不符合环保理念,故选项不符合题意;
故选:A。
考点二 水的组成
一、电解水实验
实验装置
现象
解释与结论
通电后现象
两电极端均产生气泡,一段时间后,
负极端气体体积约为正极端气体体积2倍
相同条件下,负极产生气体较快较多
用燃着的木条
检验两极气体
正极端气体让小木条燃烧更旺,
负极端气体能燃烧,产生淡蓝色火焰
正极端气体具有助燃性
负极端气体具有可燃性
实验结论
水通电生成氢气和氧气,说明水由氢元素和氧元素组成
反应表达式
2H2O2H2↑+ O2↑
注意事项
电源选择直流电;
水中加入硫酸钠或氢氧化钠的目的:增强水的导电性
反思交流
实验时正负极端产生的气体体积比小于1:2的原因?
氧气不易溶于水,氢气难溶于水;且氧气可能和金属电极发生反应。
气体体积比
和质量比图
氢气氧气的体积比约为2 : 1;质量比约为1 : 8
二、电解水的微观解释
每个水分子在电流的作用下,分解成两个氢原子和一个氧原子;每两个氢原子组合形成一个氢分子,每两个氧原子组合形成一个氧分子。
结论:化学变化中分子可分成原子,原子重新组合成新的分子。
►考向01 电解水实验与微观分析
【例1】(2024·广东广州·一模)探究不同电压下10%氢氧化钠溶液对电解水速率影响的实验装置,如图1。多次实验测得生成氢气所需时间如图2,下列分析正确的是
A.a管与b管中气体质量比为 B.a管中的气体能使燃着的木条烧得更旺
C.相同条件下电压越大电解水的速率越快 D.实验后氢氧化钠溶液的溶质质量分数不变
【答案】C
【详解】A、电解水实验中,根据“正氧负氢、氧一氢二”,a管与电源的负极相连,产生的是氢气,b管与电源的正极相连,产生的是氧气,水通电分解生成氢气和氧气,化学方程式为:,则a管(氢气)与b管(氧气)中气体质量比为4:32=1:8,体积比为2:1,故A错误;
B、a管中的气体为氢气,氢气具有可燃性,不具有助燃性,不能使燃着的木条燃烧更旺,故B错误;
C、由图可知,相同条件下,电压越大,产生20mL氢气所需的时间越短,即电解水的速率越快,故C正确;
D、水通电分解生成氢气和氧气,溶质氢氧化钠的质量不变,溶剂水的质量减少,则实验后氢氧化钠溶液的溶质质量分数增大,故D错误。
故选:C。
【变式1-1】(2024·广东深圳·二模)如图是电解水的实验装置,下列关于该实验的说法中,正确的是
A.管a中的气体为氧气 B.与管b相连的是电源的正极
C.管a与管b中气体质量比为2:1 D.该实验可说明水是由氢气和氧气组成的
【答案】B
【详解】A、电解水时,正极产生氧气,负极产生氢气,且生成的氧气和氢气的体积比为1:2,由图可知,管a收集的气体较多,则收集的气体为氢气,该选项说法不正确;
B、由前面分析可知,管b收集的气体为氧气,则与管b相连的是电源的正极,该选项说法正确;
C、由前面分析可知,管a与管b中气体体积比为2:1,而不是质量比,质量比为1:8,该选项说法不正确;
D、水中不含氢气和氧气,该实验能说明水是由氢、氧元素组成,该选项说法不正确。
故选B。
【变式1-2】(2024·广东汕头·一模)(一)水的组成及变化的探究
为探究水的组成及变化,某小组同学设计了如图装置进行电解水实验。回答下列问题:
(1)如图是电解水的简易实验装置,其中a、b仪器的名称是 。
(2)电解水实验的化学方程式为 。
(3)通电时水分子分解示意图如图,补全横线上的模型图 。
(4)结合微观图示,下列说法正确的有___________(填序号)。
A.保持水化学性质的粒子是水分子 B.化学反应前后元素种类不变
C.该变化的实质是分子改变,原子重组 D.该变化中原子的种类和数量不变
(二)水质检测及自制净水器
2023年4月1日,我国实施《生活饮用水卫生标准》(CB5749-2022),部分指标及限值如下表:
项目
限值
感官性指标
无异臭、异味
总硬度(以碳酸钙计)/mg·L-1
450
(5)水的气味—“无臭、无味”属于水的 (填“化学”或“物理”)性质。
(6)1L合格的生活饮用水中钙元素的含量不超过 mg。
(7)把天然水净化成生活中的自来水常用以下方法:①消毒杀菌②过滤③活性炭吸附④加明矾吸附沉降。以上方法按净化过程的排序是 。(填序号,下同)。
(8)某种便携式净水器,其内部结构如图所示,请回答问题。
①活性炭可除去异味,说明活性炭具有 性。
②此种“生命吸管”虽广泛使用,但海上应急却不能使用,原因是 。
【答案】(1)试管 (2) (3)
(4)ABCD (5)物理 (6)180 (7)④②③①
(8) 吸附 不能除去海水中的盐类物质
【详解】(1)由图可知,a、b仪器的名称是试管,故填:试管;
(2)电解水生成氢气和氧气,反应的化学方程式为,故填:;
(3)
电解水生成氢气和氧气,根据质量守恒定律可知,则缺少的图像为2个氢气分子,故填:;
(4)A、分子是保持物质化学性质的最小微粒。则保持水化学性质的粒子是水分子,故A正确;
B、根据质量守恒定律可知,化学反应前后元素种类不变,故B正确;
C、结合微观图示,该变化的实质是分子改变,原子重组,故C正确;
D、根据质量守恒定律可知,该变化中原子的种类和数量不变,故D正确。
故选ABCD;
(5)无臭、无味”描述的是颜色和味道,均属于物理性质,故填:物理;
(6)结合表中数据,1L水中碳酸钙的含量为,则钙元素的质量为,故填:180;
(7)天然水净化成生活中的自来水的净化过程为加明矾吸附沉淀、过滤、活性炭吸附、消毒杀菌,故排序为④②③①;故填:④②③①;
(8)①活性炭具有疏松多孔的结构从而具有吸附性,则可用于除去色素和异味,故填:吸附;
②海水中含有大量的可溶性盐,该装置不能除去海水中的盐类物质,故此种“生命吸管”虽广泛使用,但海上应急却不能使用,故填:不能除去海水中的盐类物质。
►考向02 单质、化合物、氧化物
【例2】(2024山西中考)世界万物都是由元素组成的。元素在地壳中的含量各不相同,其中含量最多的金属元素是
A.Mg B.Si C.Al D.O
【答案】C
【详解】地壳含量较多的元素(前四种)按含量从高到低的排序为:氧、硅、铝、铁,其中含量最多的金属元素是铝元素元素符号为Al;
故选C。
【变式2-1】(2024四川眉山中考)下列各图中和分别表示不同元素的原子,其中表示化合物的是
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A、该物质由三种分子混合而成,属于混合物,不符合题意;
B、该物质由同种分子构成,该分子由两种原子构成,属于化合物,符合题意;
C、该物质由同种分子构成,该分子由同种原子构成,属于单质,不符合题意;
D、该物质由同种分子构成,该分子由同种原子构成,属于单质,不符合题意。
故选B。
【变式2-2】(2024福建中考)下列物质可制造用于治疗癌症等疾病的纳米酶,其中属于单质的是
A.金 B.氧化铁 C.氧化铈 D.四氧化三铁
【答案】A
【详解】A、金是由金元素组成的纯净物,属于单质,符合题意;
B、氧化铁是由Fe、O元素组成的纯净物,属于化合物,不符合题意;
C、氧化铈是由铈、氧元素组成的纯净物,属于化合物,不符合题意;
D、四氧化三铁是由Fe、O元素组成的纯净物,属于化合物,不符合题意。
故选A。
考点三 溶液及其运用
一、溶液的概念与特征
1.形成:在水分子的作用下,物质以分子或离子的形式均一地分散到水分子之间。
2.溶液的定义:一种或几种物质分散到另一种物质里,形成均一、稳定的混合物。
3.溶液的特征
(1)均一性:溶液中各部分组成和性质完全相同(如密度)。
(2)稳定性:外界条件不变时(温度、压强等),溶质不会从溶剂中分离出来。
二、溶液的组成
1. 溶液的组成
(1)溶质:被溶解的物质。
(2)溶剂:能溶解其他物质的物质。
(3)溶液质量=溶质质量+溶剂质量。
2. 溶质和溶剂的判断
(1)普通溶液
溶液中是否有水及各成分的状态
溶质
溶剂
溶液中有水
其他物质
水
溶液中没有水
气体+液体
气体
液体
固体+液体
固体
液体
液体+液体
量少的
量多的
(2)发生化学反应后所得溶液中溶质的判断
①稀硫酸中的溶质是H2SO4,铁与稀硫酸恰好完全反应后所得溶液的溶质是FeSO4。
②铁与过量的稀硫酸充分反应后所得溶液的溶质是FeSO4、H2SO4。
三、解过程中的吸热或放热现象
1. 溶解时吸热:NH4NO3、NH4Cl等。
2. 溶解时放热:NaOH(固体)、浓硫酸(液体)等。
3. 溶解时吸放热不明显:NaCl、蔗糖等。
【注意】物质投入液体中放热的情况:
①溶解放热:如NaOH;
②与水反应放热:如CaO(反应方程式为:CaO+H2O == Ca(OH)2);
③与溶液中的溶质反应放热:如镁和稀盐酸反应(反应方程式为:Mg+2HCl==MgCl2+H2↑)。
四、溶液的应用
(1)工农业生产上——无土栽培的营养液属于溶液。
(2)日常生活中的白醋、白酒等属于溶液。
(3)医疗上的氯化钠注射液、消毒酒精、生理盐水等属于溶液。
(4)实验室中用的各种溶液。
【方法技巧】
物质溶解时,发生了两个过程,分别为扩散过程和水和过程。
扩散过程——溶质的分子(或离子)向水中扩散——吸收热量。
水合过程——溶质的分子(或离子)和水分子作用,生成水合分子(或水合离子)——放出热量。
如果扩散过程吸收的热量小于水合过程放出的热量,溶液的温度就会升高。(例如氢氧化钠固体、浓硫酸)
如果扩散过程吸收的热量大于水合过程放出的热量,溶液的温度就会降低。(例如硝酸钾)
►考向01 溶液的特征及判断
【例1】(2024·广东茂名茂南博雅学校·一模)下列物质加入水中,能形成溶液的是
A.白糖 B.花生油 C.黄泥 D.面粉
【答案】A
【详解】A、白糖易溶于水,与水能够形成均一、稳定的混合物,属于溶液,故A正确;
B、花生油不溶于水,与水混合形成乳浊液,故B错误;
C、泥土不溶于水,与水混合形成悬浊液,故C错误;
D、面粉不溶于水,与水混合形成悬浊液,故D错误;故选A。
【变式1-1】(2024·湖北·中考真题)把少量下列物质加入水中,充分搅拌,能形成溶液的是
A.泥土 B.蜡烛 C.蔗糖 D.汽油
【答案】C
【详解】A、泥土不溶于水,与水混合形成不均一不稳定的悬浊液,不符合题意;
B、蜡烛不溶于水,不能形成溶液,不符合题意;
C、蔗糖易溶于水,形成均一稳定的混合物,属于溶液,符合题意;
D、汽油不溶于水,与水混合形成不均一不稳定的乳浊液,不符合题意;
故选:C。
【变式1-2】(2024·广东广州九强校·一模)下表是同学们做溶液形成的实验记录。以下说法不正确的是( )
溶质
碘
高锰酸钾
溶剂
水
汽油
酒精
水
汽油
溶解性
不溶
易溶
可溶
易溶
不溶
A.衣服上不慎沾上碘酒,可用汽油擦洗
B.同一物质在不同溶剂中的溶解性不同
C.水、汽油、酒精都可以作溶剂
D.溶液都是均一、稳定、无色的混合物
【答案】D
【详解】A、由于碘易溶解在汽油中。所以,衣服上不慎沾上碘酒,可用汽油擦洗。故A说法正确;
B、由碘易溶解在汽油、酒精中,不易溶解在水中;高锰酸钾易溶解在水中,不易溶解在汽油中,说明了同一物质在不同溶剂中的溶解性不同。故B说法正确;
C、由于水、汽油、酒精都可以溶解其他物质。所以水、汽油、酒精都可以作溶剂。故C说法正确;
D、溶液有的是有色的,例如硫酸铜溶液是蓝色的。故D说法不正确。
故选:D。
►考向02 溶解时的吸放热现象
【例2】(2024·广东江门·三模)如图所示,装置气密性良好,试管中盛有一定量的水,室温下右侧U型管中红墨水液面相平,向试管中加入一定量物质后,能使U型管中左侧液面升高的是
A.氯化钠 B.氢氧化钠 C.硝酸铵 D.氧化钙
【答案】C
【详解】A、氯化钠溶于水温度不变,装置内的压强不变,则U形管内的液面不变,不合题意:
B、氢氧化钠溶于水放出热量,装置内的压强增大,U形管中左侧液面下降,不合题意;
C、硝酸铵溶于水吸收热量,装置内的压强减小,U形管中左侧液面升高,符合题意;
D、氧化钙与水反应生成氢氧化钙,同时放出热量,装置内的压强增大,U形管中左侧液面下降,不合题意。
故选C。
【点睛】本题难度不大,了解常见溶于水放热的物质有(浓硫酸、生石灰、氢氧化钠固体)以及溶于水吸热物质(硝酸铵等)是正确解答本题的关键。
【变式2-1】(2024·广东广州九强校·一模)如图所示,20℃时,将盛有饱和石灰水(底部有氢氧化钙固体剩余)的小试管放入盛水的烧杯中,向烧杯中加入某物质后,试管中固体继续溶解,则加入的物质是
A.蔗糖 B.氯化钠 C.硝酸铵 D.氢氧化钠
【答案】C
【分析】20℃时,将盛有饱和石灰水(底部有氢氧化钙固体剩余)的小试管放入盛水的烧杯中,向烧杯中加入某物质后,试管中固体继续溶解,氢氧化钙的溶解度随着温度的升高而减小,说明加入的物质溶于水应吸热,使温度降低。
【详解】A. 蔗糖溶于水温度几乎无变化,故选项错误;
B. 氯化钠溶于水温度几乎无变化,故选项错误;
C. 硝酸铵溶于水吸热,使溶液温度降低,符合要求,故选项正确;
D. 氢氧化钠溶于水放热,使溶液温度升高,不符合要求,故选项错误。
故选:C。
【变式2-2】(2024·广东江门·一模)利用气体压强的变化是完成实验的重要手段,以下各图装置气密性均良好。
下列说法正确的是
A.图1测得空气中氧气的体积分数偏小,一定是装置漏气
B.图2向试管中加入氧化钙,石灰水溶质质量减小,玻璃弯管左侧液面降低
C.图3向广口瓶中滴入稀盐酸后,气球变大,说明中和反应放热
D.图4右侧试管中产生沉淀,说明通入的二氧化碳与氢氧化钙发生了反应
【答案】B
【详解】A、图1测得空气中氧气的体积分数偏小,也可能是红磷量不足,不能完全消耗装置中的氧气,测得空气中氧气的体积分数偏小,选项错误;
B、氧化钙与水反应放热,温度升高,氢氧化钙的溶解度随着温度的升高而减小,有氢氧化钙析出,石灰水中溶质质量减少,玻璃弯管左侧液面降低,选项正确;
C、氢氧化钠固体溶于水放热,向广口瓶中滴入稀盐酸后,气球变大,不能说明氢氧化钠和盐酸反应放热,选项错误;
D、图中实验,通入二氧化碳后,二氧化碳能将硫酸铜溶液压入氢氧化钙溶液中,硫酸铜能与氢氧化钙溶液反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钙,不能说明通入的二氧化碳与氢氧化钙发生了反应,选项错误。
故选B。
►考向03 乳化现象及应用
【例3】(2024·广东广州·二模)在家务劳动中感悟化学原理。下列劳动项目与所涉及的化学知识不相符的是
选项
劳动项目
化学知识
A
用天然气灶炒菜
天然气燃烧放热
B
清理家中鱼缸并通入空气
空气中的氧气易溶于水
C
用厨余蔬菜、果皮垃圾自制肥料
物质发生缓慢氧化
D
用洗洁精清洗有油污的碗筷
洗洁精能乳化油污
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A、用天然气灶炒菜,因为天然气燃烧放出热量,该选项不符合题意;
B、氧气不易溶于水,鱼缸中通入空气目的是有利于鱼儿呼吸、能够保持水质,有充足的养分,该选项符合题意;
C、厨余蔬菜、果皮垃圾经过一段时间发生缓慢氧化后就会腐烂变成天然的肥料,该选项不符合题意;
D、洗洁精具有乳化作用,能乳化油污,除去碗筷上的油污,该选项不符合题意;
故选B。
【变式3-1】(23-24九年级下·广东广州·阶段练习)水是生命的源泉。下列有关水的说法正确的是
A.河水经过沉降、过滤杀菌消毒等净化过程后就变成纯水
B.用水灭火的原理是降低可燃物的着火点
C.水是良好的溶剂,能将碘单质溶解掉
D.可用肥皂水区别硬水和软水
【答案】D
【详解】A、河水经过沉降、过滤、杀菌、消毒等净化过程后仍含有可溶性钙镁化合物,属于混合物,不属于纯水,故说法错误;
B、用水灭火的原理是降低温度至可燃物的着火点以下,着火点是物质的额固有属性,一般不能改变,故说法错误;
C、水是良好的溶剂,不能将碘单质溶解掉,故说法错误;
D、区分硬水和软水的方法是:用肥皂水,加入肥皂水,泡沫多的是软水,泡沫少的是硬水,故说法正确;
故选:D。
【变式3-2】(23-24九年级下·广东广州·开学考试)溶液、乳浊液和悬浊液在生产、生活中应用广泛,下列有关说法正确的是
A.75%的医用酒精中水是溶质,酒精是溶剂
B.氯化钠溶于水就是氯化钠分子在水分子作用下均匀扩散到水中的过程
C.溶液、乳浊液和悬浊液都是混合物
D.生理盐水密封放置一段时间,溶液中会出现浑浊
【答案】C
【详解】A.75%的医用酒精中酒精是溶质,水是溶剂,故选项说法错误,不符合题意;
B.氯化钠溶于水就是钠离子和氯离子在水分子作用下均匀扩散到水中的过程,故选项说法错误,不符合题意;
C.溶液是均一、稳定的混合物,悬浊液和乳浊液是不均一、不稳定的混合物,故选项说法正确,符合题意;
D.生理盐水属于溶液,而溶液是均匀、稳定的混合物,因此,生理盐水密封放置一段时间,溶液中不会出现浑浊,故选项说法错误,不符合题意,故选C。
考点四 溶解度
一、饱和溶液与不饱和溶液
1.定义:在一定温度下,向一定量溶剂里加入某种溶质,当溶质不能再溶解时,所得到的溶液叫做这种溶质的饱和溶液。当溶质还能继续溶解时,所得到的溶液叫做这种溶质的不饱和溶液。
2.饱和溶液与不饱和溶液的判断
(1)观察法:如果溶液中有未溶解的物质且随时间变化质量不变,说明该温度下该溶液中不能继续溶解这种物质了,该溶液一定是该物质的饱和溶液。
(2)实验法:在一定温度时如果溶液中没有未溶解的溶质,可以向原溶液中加入该溶质,如果该物质的质量减少,那么溶液是不饱和溶液;如果该物质的质量不变,那么溶液是饱和溶液。
3. 饱和溶液、不饱和溶液与浓、稀溶液的关系
项目
饱和溶液与不饱和溶液
浓溶液与稀溶液
区别
含义不同
溶液是否饱和取决于溶质在一定温度、一定量溶剂里是否达到最大限度
溶液浓与稀取决于溶质在一定量的溶液里含量的多少
温度影响
受温度影响,必须指明温度
与温度无关
联系
1.溶液的饱和与不饱和与溶液的浓和稀没有必然的关系
2.饱和溶液不一定是浓溶液,不饱和溶液不一定是稀溶液,浓溶液不一定是饱和溶液,稀溶液不一定是不饱和溶液
3.对于同种溶质,在一定温度下,饱和溶液要比不饱和溶液浓
4.饱和溶液与不饱和溶液的相互转化
(1)一般情况下:
增加溶质 、降低温度或恒温蒸发溶剂
增加溶剂或升高温度
不饱和溶液 饱和溶液
(2)特殊情况下:对极少数在水中溶解能力随温度升高而减小的物质[如熟石灰Ca(OH)2]:
增加溶质、升高温度或恒温蒸发溶剂
增加溶剂或降低温度
不饱和溶液 饱和溶液
5.结晶
(1)定义:
溶解在溶液中的固体物质从溶液中以晶体的形式析出的过程。
(2)方法:
①蒸发溶剂结晶:蒸发浓缩→降温结晶→过滤。如提纯KNO3和NaCl混合溶液中的KNO3。
②降温结晶(冷却热饱和溶液):蒸发结晶→趁热过滤。如提纯KNO3和NaCl混合溶液中的NaCl。
(3) 海水晒盐:
①原理:利用风吹日晒使水分蒸发,使食盐结晶析出。
②主要流程:
二、溶解度
1.固体溶解度
(1)概念:在一定温度下,某固态物质在100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。
(2)四要素:
①条件:一定温度下;
②标准:在100g溶剂里;
③状态:达到饱和状态;
④单位:克。
(3)影响因素:
①内部因素:溶质、溶剂本身的性质。
②外部因素:温度。
2.与溶解性的关系
溶解度/g
<0.01
0.01~1
1~10
>10
溶解性
难溶
微溶
可溶
易溶
3.溶解度曲线
(1)概念:以温度为横坐标,溶解度为纵坐标,在坐标纸上表示物质的溶解度随温度变化的曲线。
(2)意义
①点:
曲线上的点表示____物质在对应温度下的溶解度___。
两曲线的交点表示___两物质在对应温度下溶解度相等_________。
②线:
线表示物质的溶解度随温度变化的__趋势__。
③面:
曲线下方的点表示溶液为__不饱和溶液__。
曲线上方的点表示溶液__饱和__且有未溶晶体。
4.气体的溶解度
(1)概念:在压强为101kPa和一定温度时,气体在1体积水里溶解达到饱和状态时的气体体积。
(2)影响因素:
①内因:气体本身的性质。
②外因:在压强不变时,温度越高,气体溶解度越小;在温度不变时,压强越大,气体溶解度越大。
【方法技巧】
1.查出某物质在不同温度时的溶解度。
2.比较某一温度下两种物质的溶解度的大小。
3.可以确定温度对溶解度的影响状况。
4.根据溶解度曲线可以确定怎样制得某温度下的某物质的饱和溶液。
5.确定某种物质从溶液中结晶的方法。
陡升型:大多数固体物质的溶解度随温度的升高而明显增大,如硝酸钾。
缓升型:少数固体物质的溶解度受温度的影响不大,如氯化钠。
下降型:极少数固体物质的溶解度随温度的升高而减少,如氢氧化钙。
►考向01 饱和溶液和不饱和溶液判断
【例1】(2024·广东东莞·三模)下表是两种物质的溶解度数据,判断以下说法正确的是
温度
0
10
20
30
40
溶解度
氯化钠
35
35.5
36
36.5
37
碳酸钠
6.0
10.0
18.0
39.0
50
A.两物质溶解度相等的温度范围是
B.时,50g水中加入可得溶液
C.的溶解度大于的溶解度
D.时,饱和溶液的溶质质量分数为
【答案】A
【详解】A、根据表格信息,氯化钠和碳酸钠的溶解度都随温度升高而增大。20℃时氯化钠的溶解度为36g,碳酸钠的溶解度为18.0g,氯化钠的溶解度大于碳酸钠的溶解度;而30℃时氯化钠的溶解度为36.5g,碳酸钠的溶解度为39.0g,氯化钠的溶解度小于碳酸钠的溶解度,所以两物质溶解度相等的温度范围是20∼30°C,A正确;
B、20°C时,碳酸钠的溶解度为18g,则100g水中最多溶解18gNa2CO3,50g水中最多溶解9gNa2CO3,50g水中加入10gNa2CO3,所得溶液质量为,B错误;
C、比较物质的溶解度,应先指定温度。根据表格信息,0~20℃范围内,NaCl的溶解度大于Na2CO3的溶解度,30~40℃范围内,NaCl的溶解度小于Na2CO3的溶解度,所以NaCl的溶解度不一定大于Na2CO3的溶解度,C错误;
D、10°C时,Na2CO3的溶解度为10g,则此时饱和溶液的溶质质量分数为,D错误。
故选:A。
【变式1-1】已知KNO3在20℃、30℃时的溶解度分别为31.6g、45.8g,某同学按下图所示步骤进行实验,下列说法正确的是
A. I中KNO3的质量分数为10.0% B. Ⅱ中溶液是30℃时KNO3的不饱和溶液
C. Ⅱ中KNO3的质量分数是I中的2倍 D. Ⅲ中有KNO3晶体析出
【答案】B
【解析】A. I中硝酸钾全部溶解,溶质质量分数为×100%≈9.1%。错误。
B. Ⅱ中溶剂质量为50g。30℃时硝酸钾溶解度为45.8g,则该温度50g水中最多溶解22.9g硝酸钾达到饱和,而此时加入的硝酸钾质量为5g+5g=10,溶液是不饱和溶液。正确。
C. Ⅱ中KNO3的质量分数为×100%≈16.7%,不是I中的2倍,错误。
D. 20℃时硝酸钾的溶解度为31.6g,则50g水中最多溶解15.8g硝酸钾,而加入硝酸钾的质量为10g,能全部溶解,不会有晶体析出。错误。
故选:B。
【变式1-2】浓度为10%的氯化钠溶液对葡萄球菌具有明显的抑制效果。下图为配制氯化钠杀菌液的过程,结合图表信息,有关分析正确的一项是
温度/°C
0
10
20
30
40
60
80
90
100
氯化钠溶解度/g
35.7
35.8
36.0
36.3
36.6
37.3
38.4
39.0
39.8
NaCl在不同温度时的溶解度
A. 图1中搅拌可增大氯化钠的溶解度
B. 图2中溶液为20℃氯化钠的不饱和溶液
C. 图2中溶液对葡萄球菌有明显的杀菌效果
D. 从氯化钠溶液中得到氯化钠均可采用降温结晶的方法
【答案】B
【解析】A、溶解过程中玻璃棒的作用是搅拌,只能加快溶解速率,不能增大氯化钠的溶解度,故选项说法错误;
B、由表中数据可知,20℃时,氯化钠的溶解度是36g,所以该温度下,将10g氯化钠溶解在100g水中得到的是氯化钠的不饱和溶液,故选项说法正确;
C、图2中溶液的浓度为: ×100%≈9.1%小于10%,所以对葡萄球菌没有明显的杀菌效果,故选项说法错误;
D、氯化钠的溶解度受温度影响变化不大,可以采用蒸发结晶的方法把氯化钠从它的饱和溶液中结晶出来,故选项说法错误。
故选B。
【变式1-3】(2024·广东佛山·二模)“天气瓶”是由罗伯特菲茨罗伊(英)在1834-1836年航行时发明的。他记录如下:若溶液澄清,会晴朗高照;若液体朦胧伴有沉淀,会多云;若有悬浮的沉淀,则会湿度大;若沉淀和流体共存,暴风雨将会到来;若……;若顶部有漩涡,则要变天起风。
“天气瓶”制作过程如图1,和在水中的溶解度如图2。
现代研究证明,瓶内结晶形态与天气的对应关系几乎成随机分布,无预测价值,但可作为一个美丽的装饰。
根据上文,回答下列问题。
(1)菲茨罗伊的预测:若溶液澄清,天气将 ;科学证明,“天气瓶” (填“能”或“不能”)准确预测天气。
(2)溶解樟脑时,用玻璃棒搅拌的作用是 ,溶液A中溶质质量分数为 (保留)。
(3)时,溶液B是的 (填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(4)时,的溶解度为 ,归纳的溶解度与温度的关系 。
(5)时, 的饱和溶液降温至,析出晶体的质量为 g。
【答案】(1) 晴朗高照 不能
(2) 加速溶解
(3)不饱和
(4) 的溶解度随温度升高增大
(5)60
【知识点】固体溶解度曲线的应用、溶解度的相关计算、溶质质量分数公式运用、玻璃棒的作用
【详解】(1)由题中信息可知,菲茨罗伊的预测:若溶液澄清,天气将晴朗高照;
科学证明,瓶内结晶形 态与天气的对应关系几乎成随机分布,无预测 价值,“天气瓶”不能准确预测天气;
(2)溶解樟脑时,用玻璃棒搅拌能加速樟脑的溶解;
溶液A中溶质质量分数为:;
(3)20°C时,硝酸钾的溶解度是30g,设20°C时,33g水能达到饱和状态溶解硝酸钾的质量为x
故20°C时,溶液B是KNO3的不饱和溶液;
(4)通过分析溶解度曲线可知,40°C时,NH4Cl的溶解度为50g,NH4Cl的溶解度随温度升高增大;
(5)50°C时,硝酸钾的溶解度是90g,190gKNO3的饱和溶液中含有100g的溶剂和90g的硝酸钾,降温至20℃,硝酸钾溶解度是30g,则析出晶体的质量为90g-30g=60g。
►考向02 溶解度曲线的运用
【例2】(2024·广东·中考真题)硫酸铝的溶解度曲线如图所示。下列说法正确的是
A.将硫酸铝饱和溶液从10℃升温至40℃,仍是饱和溶液
B.20℃时,将16.0g硫酸铝加入50.0g水中,形成不饱和溶液
C.30℃时,硫酸铝的溶解度为36.4g
D.40℃时,硫酸铝饱和溶液的溶质质量分数为45.8%
【答案】B
【详解】A、根据图像,硫酸铝的溶解度随温度的升高而增大,升温后,硫酸铝的饱和溶液变为不饱和溶液,故A错误;
B、20℃时,硫酸铝的溶解度为36.4g,即100g中最多能溶解硫酸铝的质量为36.4g,所以将16.0g硫酸铝加入50.0g水中,能全部溶解,形成不饱和溶液,故B正确;
C、根据图像,30℃时,硫酸铝的溶解度大于36.4g,故C错误;
D、40℃时,硫酸铝的溶解度为45.8g,硫酸铝饱和溶液的溶质质量分数为,故D错误。
故选B。
【变式2-1】(2024·广东揭阳·二模)我国航天员王亚平利用乙酸钠溶液演示太空“冰雪”实验。已知不同温度时,乙酸钠固体的溶解度曲线如下图所示。下列说法正确的是
A.a点溶液溶质的质量分数40%
B.从a点到b点,溶液由饱和溶液变不饱和溶液
C.10℃的乙酸钠溶液升温到40℃,溶质的质量分数增大
D.40℃时,将80g乙酸钠固体加入到100g水中,所得溶液的质量为180g
【答案】B
【详解】A、根据溶解度曲线,a点是10℃时乙酸钠的饱和溶液,此时乙酸钠溶解度为40g,则溶质质量分数为,A错误;
B、根据溶解度曲线,a点刚好在溶解度曲线上,是饱和溶液,b点在溶解度曲线下方,是不饱和溶液,从a点到b点,溶液由饱和溶液变不饱和溶液,B正确;
C、根据溶解度曲线,乙酸钠的溶解度随温度升高而增大,10℃的乙酸钠溶液升温到40℃,溶解度增大,无溶质析出,溶剂质量也不变,所以溶质质量分数不变,C错误;
D、根据溶解度曲线,40℃时,乙酸钠的溶解度小于80g,将80g乙酸钠固体加入到100g水中,则80g乙酸钠不能全部溶解,溶液不包含未溶解的固体,则所得溶液的质量小于180g,D错误。
故选:B。
【变式2-2】(2024·广东广州·二模)煤化工废水中含有NaCl、Na2SO4、NaNO3,这三种盐的溶解度曲线如图。下列有关说法正确的是
A.Na2SO4的溶解度随温度升高而升高
B.与NaCl相比,NaNO3更适合通过蒸发结晶得到
C.a1℃时,NaNO3的饱和溶液,溶质的质量分数为80%
D.a2℃时,NaCl和Na2SO4的饱和溶液溶质质量分数相等
【答案】D
【详解】A、据图可知,一定温度范围内,Na2SO4的溶解度随温度升高而增大,一定温度范围内,Na2SO4的溶解度随温度升高而减小,故说法错误;
B、与NaCl相比,NaNO3的溶解度受温度变化影响较大,所以更适合通过饱和溶液降温结晶得到,故说法错误;
C、a1℃时,NaNO3的溶解度是80g,所以饱和溶液的溶质的质量分数为,故说法错误;
D、a2℃时,NaCl和Na2SO4的溶解度相等,所以饱和溶液的溶质质量分数相等,故说法正确。
故选D。
考点五 溶质的质量分数
一、溶质的质量分数
1.概念:
溶液中溶质质量与溶液质量之比。
2.计算公式:
溶质的质量分数=×100%=×100%(既适用于饱和溶液的计算,也适用于不饱和溶液的计算)。
3.与饱和溶液之间的关系:
溶质的质量分数=×100%(溶解度用S表示)。
4.意义:
溶液的质量分数是溶液浓与稀的定量表示,溶液的质量分数越大,溶液越浓。
二、有关溶质质量分数的计算
1.溶液中溶质质量分数的计算
(1)计算公式
①溶质的质量分数=×100%。 ②溶质质量=溶质的质量分数×溶液质量。
③溶液质量=溶质质量+溶剂质量==溶液的体积×溶液的密度。
(2)常见类型
①已知溶质和溶剂的质量,求溶液中溶质的质量分数。
②计算配制一定质量、一定溶质质量分数的溶液所需溶质、溶剂的质量。
③溶解度与同温度下饱和溶液中溶质的质量分数的换算。
2.溶液的稀释与浓缩的有关计算
(1)溶液的稀释
①原理:溶液在稀释前后,溶质的质量不变。
②公式:浓溶液的质量×浓溶液的质量分数=稀溶液的质量×稀溶液的质量分数。
方法
计算依据
溶液的稀释
加水稀释
加水稀释前后,溶液中溶质的质量不变
加稀溶液稀释
稀溶液中溶质的质量与浓溶液中溶质的质量之和等于混合后溶液中溶质的质量
(2)溶液的浓缩
方法
计算依据
溶液的浓缩
添加溶质
原溶液中的溶质与后加入的溶质质量之和等于混合后溶液中的溶质质量
蒸发溶剂
蒸发溶剂前后溶质的质量不变
加入浓溶液
原溶液中的溶质与后加入浓溶液中的溶质质量之和等于混合后溶液中溶质的质量
►考向01 溶质质量分数的计算
【例1】(2024四川宜宾中考)为探究固体在水中的溶解情况,进行下图所示的操作(忽略水的蒸发)。下列说法错误的是
在不同温度时的溶解度
温度/
20
40
90
溶解度/g
34
40
54
A.①的溶液中溶质的质量分数约为 B.②的溶液为不饱和溶液
C.②的溶液降温到时会析出固体 D.③的溶液质量是
【答案】B
【详解】A、根据表中数据可知,20℃时,KCl的溶解度为34g,即100g水中最多能溶解34gKCl,故15gKCl加入50g水中,固体全部溶解,此时溶液中溶质的质量分数为,故A不符合题意;
B、根据表中数据可知,40℃时,KCl的溶解度为40g,即100g水中最多能溶解40gKCl,故50g水中最多能溶解20gKCl,此时加入KCl的质量一共为15g+5g=20g,此时②的溶液为饱和溶液,故B符合题意;
C、由选项B可知,②的溶液为饱和溶液,根据表中数据可知,KCl的溶解度随温度的降低而减小,故将②的溶液降温到20°C时会析出固体,故C不符合题意;
D、根据表中数据可知,90℃时,KCl的溶解度为54g,即100g水中最多能溶解54gKCl,则50g水中最多能溶解27g,③中加入KCl的总质量一共为15g+5g+10g=30,最多溶解27g,此时溶液的质量为27g+50g=77g,故D不符合题意。
故选B。
【变式1-1】(2024山西中考)根据情景要求,完成“一定溶质质量分数的碳酸钠溶液的配制”和化学方程式的计算。
(1)配制如图所示的100g10%的碳酸钠溶液,应该怎样操作?
【温馨提示】①计算要写出过程
②实验要写出具体操作步骤
③语言描述要简练规范
(2)若取配制好的碳酸钠溶液5.3g与一定质量的澄清石灰水恰好完全反应,理论上可生成沉淀的质量是多少?
【答案】(1)通过计算可得需碳酸钠质量=100g×10%=10g,配制时水的质量是100g-10g=90g,90g合90mL;用天平称取10g碳酸钠,倒入烧杯中;再用100mL量筒量取90mL的水,倒入烧杯中;用玻璃棒不断搅拌,使碳酸钠完全溶解;碳酸钠完全溶解后,将碳酸钠溶液转移到指定容器中,贴上标签。
(2)设:可生成沉淀的质量是为x。
x=0.5g。
答: 可生成沉淀的质量是为0.5g。
【详解】(1)溶液的配制一般需要经过①计算 ②量取 ③溶解;配制100g10%的碳酸钠溶液需碳酸钠质量,配制时水的质量是100g-10g=90g,90g合90mL,量取水选取能一次量取全部液体最小规格的量筒,量取90mL水选用100mL量筒;配制的步骤是:用天平称取10g碳酸钠,倒入烧杯中,再用100mL量筒量取90mL的水,倒入烧杯中,用 玻璃棒不断搅拌,使碳酸钠完全溶解,碳酸钠完全溶解后,将碳酸钠溶液转移到指定容器中,贴上标签。
(2)见答案。
【变式1-2】(2024·广东韶关·一模)向4只盛有100g水的烧杯中,分别加入40gKCl固体,并充分溶解。KCl的溶解度曲线如图。下列关于①~④所得溶液的说法错误的是
烧杯序号
①
②
③
④
温度(℃)
10
30
50
70
A.溶质质量:①<② B.溶液质量:②<③
C.溶质质量分数:③<④ D.④中溶质与溶剂的质量比为2:5
【答案】C
【分析】向4只盛有100g水的烧杯中,分别加入40gKCl固体,充分溶解,10℃、30℃、50℃、70℃时氯化钾的溶解度分别约为31g、37g、43g、48g,所以①~④所得溶液属于饱和溶液的是①②,溶液质量分别为131g和137g,③④属于不饱和溶液,溶液质量均为140g。
【详解】A、由分析可知,①中的溶质质量为31g,②中的溶质质量为37g,故溶质质量:①<②,选项正确;
B、由分析可知,②的溶液质量为137g,③的溶液质量为140g,故溶液质量:②<③,选项正确;
C、由分析可知,③和④中溶液中溶质质量均为40g,溶剂质量均为100g,溶质、溶剂质量均相等,溶质质量分数相等,选项错误;
D、④中溶质与溶剂的质量比=40g:100g=2:5,选项正确。
故选:C。
实验01 水的组成及变化的探究
►考向01 对水电解实验的进一步探究
1.(24-25九年级上·吉林长春·期中)实验课上,同学们做了电解水的实验。
(1)实验过程中:
①在电解器玻璃管中加满水。通电,观察到玻璃管中有气泡冒出,一段时间后,a、b管内气体体积比约为 。
②切断电源,用燃着的木条分别检验两个玻璃管中的气体,观察到 (填“a”或“b”)中气体使木条燃烧更旺。
(2)电解水时,通常要加入少量氢氧化钠或硫酸钠,目的是 。
一小组做电解水实验时,在水中加了氯化钠,该小组发现与正极相连的石墨电极上出现黄绿色气体。这激发了他们探究的欲望。请你一起参与该小组的探究活动吧!
【提出问题】
加入氯化钠的水通电时,石墨电极上分别生成了什么气体?
【查阅资料】
①氯气(Cl2):黄绿色、有刺激性气味的有毒气体,常温下1体积水能溶解2体积Cl2。
②石墨电极不参与反应
【提出假设】
(3)假设1:电极上分别生成了氧气和氯气:
假设2:电极上分别生成了氢气和氧气:
假设3: 。
【设计实验】
(4)该小组仍然用如图装置来电解加了氯化钠的水。并收集两个电极上产生的气体。
实验步骤
实验现象
解释或结论
①按照如图所示,连接好实验装置,通电一段时间后,用a、b两支试管分别收集两根石墨电极上产生的气体,观察气体的颜色。
a试管收集到黄绿色气体
b试管收集到无色气体。
通过对气体颜色的分析,说明假设 肯定是错误的。
②用拇指堵住b试管,移近点燃的酒精灯,松开拇指。
听到轻微爆鸣声
证明b试管中收集的气体为氢气。
【实验结论】
(5)加入氯化钠的水通电时,石墨电极上分别生成了 。
【反思与评价】
(6)用电解水探究水的组成实验,你认为在电解水时 (选填“可以”或“不可以”)加入少量的氯化钠,原因是 。
【答案】(1) 1:2 a
(2)增加导电性
(3)电极上分别生成了氢气和氯气
(4)2
(5)氢气和氯气
(6) 不可以 氯化钠参与反应,影响实验
【详解】(1)①水通电时,负极产生氢气,正极产生氧气,体积比为2:1;a与电源正极相连,b与电源负极相连,一段时间后,a、b管内气体体积比约为1:2;
②氧气会让木条燃烧的更旺,a与电源正极相连,管内气体为氧气;切断电源,用燃着的木条分别检验两个玻璃管中的气体,观察到a中气体使木条燃烧更旺;
(2)纯水的导电性较弱,为了增强导电性,因此电解水时,通常要加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸;
(3)根据反应前后元素种类不变,反应物中含有钠元素、氯元素、氢元素和氧元素,则生成的气体可能为氯气、氢气或氧气,结合其它猜想,假设3可能为:电极上分别生成了氢气和氯气;
(4)a试管收集到黄绿色气体,说明生成的气体中有氯气,则假设2不正确;
(5)结合前面实验现象分析可知生成了氢气和氯气;
(6)由实验现象可知,电解水的实验中,若水中加入氯化钠,其中的氯化钠也参加反应生成氯气而影响实验,所以电解水时不可以加入少量的氯化钠溶液,氯化钠参与反应影响实验。
2.某兴趣小组以“生命之源水”为主题开展项目式学习。
【任务一】认识水的蒸发
(1)如图反映烧杯内的水在不同温度下放置时发生变化的微观示意图,则时烧杯内对应的微观示意图为____________(填序号)。
A. B. C.
【任务二】探究水的电解
如图是兴趣小组利用注射器改装的电解水实验装置。两支注射器排尽空气后,均吸取20mL氢氧化钠溶液,接通电源。
(2)实验中观察到两支注射器内均有气泡产生,且左侧液面下降得比右侧液面快,经检验气体成分后,可推知水是由 组成的。
【任务三】探究影响电解水速率的因素
以收集20mL氢气为标准,记录时间和收集氧气的体积,实验数据如下表:
实验序号
①
②
③
④
⑤
温度/℃
15
15
15
30
45
外加电压/V
6
9
12
6
6
氧气/mL
9.9
10.0
9.0
9.6
9.7
时间/s
54.6
23.4
15.0
46.2
35.4
(3)实验①②③可探究 对电解水速率的影响,欲探究温度对电解水速率的影响,应选择的实验组是 (填实验序号)。
(4)根据表中数据得出的结论是 (写1点)。
(5)除上述因素外,影响电解水速率的因素还有 (写1点)。
【答案】(1)A
(2)氢元素和氧元素
(3) 外加电压 ①④⑤
(4)其他条件相同时,外加电压越大,电解速率越快(或反应温度越高,电解速率越快)
(5)氢氧化钠溶液的浓度(合理即可)
【详解】(1)温度越高,蒸发越快,与20℃时对应的微观示意图相比,50℃时对应的微观示意图为A。
(2)实验中观察到两支注射器内均有气泡产生,且左侧液面下降得比右侧液面快,左侧产生的气体为氢气、右侧产生的气体为氧气,该实验说明水由氢元素和氧元素组成。
(3)实验①②③的温度相同,外加电压不同,可探究外加电压对电解水速率的影响;
实验①④⑤的外加电压均为6V,且温度互不相同,可用于探究温度对电解水速率的影响。
(4)由表可知,其他条件相同时,外加电压越大,电解速率越快;反应温度越高,电解速率越快。
(5)除温度和外加电压外,所用氢氧化钠溶液的浓度也可影响电解水速率(答案合理即可)。
实验02 配制一定溶质质量分数的溶液
1. 实验用品:托盘天平、药匙、烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管、细口瓶、氯化钠、蒸馏水。
2. 实验装置及步骤
(1)用固体药品配制溶液
①计算:计算所需溶质的质量和水的体积。(注:溶质质量=溶液质量×溶质质量分数;溶剂质量=溶液质量-溶质质量)
②称量:用托盘天平称量所需的氯化钠,放入烧杯中。
③量取:用量筒量取所需的水,倒入盛有固体的烧杯中。
④溶解:用玻璃棒搅拌,使固体完全溶解。(注:溶解时玻璃棒的作用是搅拌,目的是加速溶解。溶解时必须在烧杯中进行,不能在量筒中)
⑤装瓶:将配制好的溶液转移至试剂瓶中,盖上瓶塞并贴好标签。(注:装瓶过程中,溶液少量洒出对所配溶液的溶质质量分数无影响)
(2)用浓溶液配制稀溶液
①计算:计算所需浓溶液的体积和所需水的体积。
②量取:用量筒量取浓溶液和水,倒入烧杯中。
③混匀:用玻璃棒搅拌,使溶液混合均匀。
④装瓶。
3. 实验误差分析
误差
原因
错误操作
溶质质量分数偏小
溶质偏少
药品中含有杂质或发生潮解;称量时药品和砝码放反了(使用游码);天平空载时,指针向左偏;称好的药品倒入烧杯时有部分撒在烧杯外面或沾在称量纸上;溶质未完全溶解就装瓶存放;量取浓溶液时俯视读数;量取的浓溶液溅出
溶剂偏多
量取溶剂时仰视读数,烧杯或试剂瓶中有少量水
溶质质量分数偏大
溶质偏多
天平空载时,指针向右偏;所用砝码已生锈或沾有污渍;量取浓溶液时仰视读数
溶剂偏少
量取溶剂时俯视读数,量取的溶剂倒入烧杯时有部分洒出
►考向01 配制一定溶质质量分数的溶液
3.(2024·广东中山·一模)如图所示是实验室配制一定溶质质量分数的NaCl溶液的流程图。请回答:
(1)配制该溶液需要氯化钠的质量为 g,所选用量筒的量程最好是 (填“10mL”“50mL”或“100mL”),若在量取水的过程中俯视读数,会造成配制的溶液浓度 (填“偏大”“不变”或“偏小”)。
(2)若称量NaCl固体时指针向右偏转,则应 ,直到天平平衡。
(3)取上述溶液10g加水稀释到 g,可得到5%的NaCl溶液。
(4)在溶解的过程中玻璃棒的作用是 。
(5)将配制好的溶液装在 (填“广口瓶”或“细口瓶”)中,并贴上标签。
【答案】(1) 7.5 50mL 偏大 (2)向左盘中继续添加氯化钠固体
(3)30 (4)搅拌,加快氯化钠固体溶解 (5)细口瓶
【知识点】配制一定溶质质量分数的计算、浓溶液稀释配制一定质量分数溶液、固体配制一定质量分数溶液
【详解】(1)根据题意,所需氯化钠的质量是;
根据量筒的选择依据是能够一次性量取所需液体并量程与之最为接近,由水的体积是,故选择50mL量筒;
俯视读数偏大实际偏小,因此会导致所量取的水偏少,则导致配制的溶质质量分数偏大;
(2)若称量NaCl固体时指针向右偏转,说明药品不足,因此应再向左盘中继续添加氯化钠固体直至平衡;
(3)根据加水溶质不变,设稀释后的溶液质量为x,则
(4)在溶解的过程中玻璃棒可以是溶质与水充分接触,故作用是搅拌,加快氯化钠固体溶解
(5)实验室的液体药品应存放在细口瓶内。
实验03 粗盐的提纯
一、粗盐的提纯
1.实验装置
2.原理
依据物质的溶解性不同,利用过滤的方法除去食盐中的泥沙等不溶性杂质,然后蒸发水分得到较纯净的精盐。
3.操作步骤
一般包括溶解、过滤、蒸发、计算产率等。
4.实验成功的关键
(1)称量时:托盘天平使用时要调平衡,读数要准确;取药品要规范,不撒落。
(2)溶解时:搅拌要匀速,不能过快,防止有液体溅出。
(3)过滤时:要规范装置和操作,做到“一贴二低三靠”。
(4)蒸发时:不断搅拌,以防局部温度过高;蒸发皿中出现较多固体时,停止加热。
(5)转移时:要将晶体全部转移至称量纸上,再进行准确称量。
5.误差分析
(1)产率偏低原因:
(2)产率偏高原因:蒸发时未完全蒸干。
(3)产率=×100%
【方法技巧】
粗盐中可溶性杂质的去除
1.粗盐提纯除去了不溶性杂质,制得的精盐中除了含有NaCl外,还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4等可溶性杂质。为了得到更纯的NaCl,设计如下的实验方案:
(1)方案1流程:
(2)方案2流程
(3)方案3流程
小结:
①碳酸钠的作用:除去粗盐中的CaCl2,同时还要除去加入过量的BaCl2,故Na2CO3必须加在BaCl2后面。
②稀盐酸的作用:除去过量的NaOH、Na2CO3,故加入足量。
③若一种药品同时除去MgCl2和Na2SO4,可加入Ba(OH)2。
►考向01 粗盐的提纯
4.(2024·广东茂名·二模)粗盐除NaCl外,还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质。以下是制备精盐的实验方案:
(1)操作1中,加入NaOH溶液除杂时,反应的方程式为 ;反应类型是 。
(2)操作2中,加入过量的BaCl2溶液,反应的方程式为 ;
(3)加入Na2CO3除去的杂质离子是 ;
(4)操作3后得到的沉淀成分有:泥沙、CaCO3、BaSO4、 、 。(填化学式)
(5)操作3后得到的滤液中溶质为 ,为了确保最终得到的精盐更加纯净,在所得滤液中应加过量的试剂 。
【答案】(1) 复分解反应
(2)
(3)钙离子、钡离子
(4) Mg(OH)2 BaCO3
(5) 氯化钠、碳酸钠、氢氧化钠 稀盐酸
【知识点】粗盐的精制、常见酸碱盐的溶解性、盐类参与的反应、化学方程式的书写
【详解】(1)氢氧根离子能与镁离子反应生成氢氧化镁沉淀,故加入氢氧化钠溶液时,氢氧化钠会与氯化镁反应,化学方程式为:,该反应是由两种化合物相互交换成分,生成了另外两种化合物,故该反应属于复分解反应。
(2)钡离子能与硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀,故加入氯化钡溶液时,氯化钡会与硫酸钠反应,化学方程式为:。
(3)操作2后,溶液中含有钙离子和过量氯化钡带入的钡离子,碳酸根离子和钙离子、钡离子均会反应生成,分别生成碳酸钙和碳酸钡沉淀,故填:钙离子、钡离子。
(4)操作1中生成的氢氧化镁沉淀和操作3中生成的碳酸钡沉淀,故填:Mg(OH)2、BaCO3。
(5)操作3后得到的滤液中溶质中一定含有操作1中过量的氢氧化钠和反应生成的氯化钠,操作2中过量的氯化钡溶液中的钡离子被操作3中的碳酸钠已转化为碳酸钡沉淀,该过程中也生成了氯化钠。操作3中碳酸钠也是过量的,故操作3后得到的滤液中溶质中一定含有氯化钠、氢氧化钠和碳酸钠。为了确保最终得到的精盐更加纯净,在所得滤液中可加过量的稀盐酸,除去滤液中的氢氧根离子和碳酸根离子,过量的稀盐酸会在蒸发结晶过程中挥发掉,故填:稀盐酸。
跨学科实践01 水质检测及自制净水器
1.(24-25九年级上·山西太原·期中)校园里的喷泉是一道美丽的风景线,但若喷泉的水质受到污染,不仅会影响其观赏效果,还会对同学们的身体健康造成威胁。化学兴趣小组的同学们以"喷泉水的研究与治理"为课题,展开了实践研究。
任务一:调查研究
【查阅资料】同学们查阅资料后得知,喷泉水的常见处理方法中,循环过滤处理法的效果最好,这种方法有配套的过滤砂缸﹑循环水泵、消毒系统、水质监测仪及投药泵。
【交流分析】
(1)同学们交流后认为,循环过滤处理法中“过滤砂缸”的作用是 ;消毒系统的作用是 。
任务二:水质检测
【进行检测】
(2)同学们按以下步骤对校园里喷泉的水质进行检测。
实验步骤
实验操作
步骤1
步骤2
对喷泉水样进行过滤﹑稀释、萃取等前处理。
步骤3
将处理好的水样加入水质检测仪中进行检测。
【结果分析】
(3)同学们对校园中两处喷泉的水质检测结果(图1)进行分析,得出的结论是 ,由此想到在日常生活中应注意的是 。
任务三:动手制作
【动手制作】
(4)同学们受“循环过滤处理法”的启发,利用家中常见物品自制了净水器(图2)。其中A处应填充的物质是 。
【展示交流】
(5)同学们在校园科技节中展示了自制净水器,交流了制作方法,其中提到:净水器中A处物质的主要作用是 。
任务四:拓展应用
【应用思考】
(6)同学们认为喷泉不仅美观,而且喷泉水可以净化空气,其原理是 。
【拓展创新】
(7)同学们查阅资料后了解到,利用喷泉原理发明的“低温蒸汽喷泉水电解制氧”不仅可以提高电解效率,还有助于保护设备。同学们分析该电解过程的原理是 (用化学方程式表示)。
【答案】(1) 除去水中的不溶性杂质 除去水中的细菌病毒,确保水质安全
(2)在校园中两处喷泉分别取水样,将取好的水样倒入采样瓶中,并标记好取样位置。
(3) 这两处喷泉的水质在细菌总数方面均超过正常标准,喷泉2比喷泉1超标更严重 不要进入喷泉中戏水玩耍
(4)活性炭
(5)吸附水中的色素和异味
(6)喷泉通过水雾的形成,有效地吸附空气中的尘埃、污染物质和细菌等,从而改善空气质量
(7)
【详解】(1)循环过滤处理法中“过滤砂缸”的作用是除去水中的不溶性杂质;消毒系统的作用是除去水中的细菌病毒,确保水质安全。故填:①除去水中的不溶性杂质;②除去水中的细菌病毒,确保水质安全。
(2)由题意可知,步骤1:在校园中两处喷泉分别取水样,将取好的水样倒入采样瓶中,并标记好取样位置。故填:在校园中两处喷泉分别取水样,将取好的水样倒入采样瓶中,并标记好取样位置。
(3)由图可知,这两处喷泉的水质在细菌总数方面均超过正常标准,喷泉2比喷泉1超标更严重,由此想到在日常生活中应注意不要进入喷泉中戏水玩耍。故填:①这两处喷泉的水质在细菌总数方面均超过正常标准,喷泉2比喷泉1超标更严重;②不要进入喷泉中戏水玩耍。
(4)自制净水器中,小卵石的作用是除去颗粒较大的不溶性杂质;石英砂的作用是除去颗粒较小的不溶性杂质;活性炭的作用是吸附水中的异味及色素;膨松棉的作用是滤去活性炭;纱布的作用是支撑、将各部分隔离开;则A处应填充的物质是活性炭。故填:活性炭。
(5)净水器中A处物质是活性炭,活性炭具有吸附性,能吸附水中的色素和异味。故填:吸附水中的色素和异味。
(6)喷泉通过水雾的形成,有效地吸附空气中的尘埃、污染物质和细菌等,从而改善空气质量,起到净化空气的作用。故填:喷泉通过水雾的形成,有效地吸附空气中的尘埃、污染物质和细菌等,从而改善空气质量。
(7)水电解生成氢气和氧气,反应的化学方程式为。故填:。
【点睛】本题难度不大,化学与生活是密不可分的,在学习中要注意理论联系实际,运用化学知识去解决实际问题。
2.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期中)兴趣小组同学在制作简易净水器过程中,为研究净水效果,进行了下列几组实验。
【资料】Ⅰ.明矾是一种常见的絮凝剂,溶于水后能够吸附水中悬浮物并发生沉降,从而达到净水目的。Ⅱ.浊度用以表示浑浊程度,浊度越低代表水质越好。
【进行实验】实验1:分别用等量不同材料装填入装置(图1),对100mL河水(预先滴入1滴红墨水)进行净化。实验记录如表:
实验序号
净水材料
净水效果
①
小卵石
净化速度快,水样浑浊,仍为红色
②
石英砂
净化速度较慢,水样较澄清,仍为红色
③
活性炭
净化速度很慢,水样澄清,一段时间后,出现浅红色
(1)实验1的目的是 。
(2)实验1的③中,活性炭的作用是 。
实验2:分别将相同流量河水注入填充等量活性炭的净化装置。实验记录如表:
实验序号
①
②
实验装置
河水通过活性炭层的方式
自上而下
自下而上
净水效果
实验②比①净化后的水更清澈
(3)由实验2可以得到的结论是 。
实验3:探究用明矾净水时影响净化效果(浊度)的因素。取水样,向其中加入明矾,搅拌,用数字浊度计测定水样上层的浊度。记录如表:
实验序号
水样的体积/mL
加明矾的质量/g
静置时间/min
浊度/%
①
200
0
20
87
②
200
0.3
20
16
③
200
0.4
10
31
④
200
0.4
20
14
(4)从实验3记录可以看出,所要探究的明矾净水的影响因素是 和 。
(5)实验3主要采用了对照实验,分析对照实验数据可以帮助我们获得结论。
a.对比①和②,可以得出的结论是 ,或对比 (填实验序号)也可以获得相同的结论。
b.对比③和④,可以获得的结论是 。
c.除上述外,对比 (填实验序号)还可以获得的结论是 。
【反思评价】
(6)从实验1的净水速率和效果来看,净水材料从上到下(图1)最佳堆叠顺序是______(填序号,下同)。
A.小卵石→石英砂→活性炭 B.活性炭→石英砂→小卵石
C.石英砂→活性炭→小卵石 D.活性炭→小卵石→石英砂
(7)图2为某同学设计的一款简易净水器,为了得到更好的净水效果,入水口应为 。
【答案】(1)探究净水材料对净水效果的影响
(2)吸附水中的色素
(3)净水时,将河水自下而上通过活性炭层的净化效果比自上而下更好
(4) 加明矾的质量 静置时间
(5) 明矾能有效降低水的浊度 ①④ 相同条件下,静置时间越长,净化效果越好 ②④ 相同条件下,加明矾的质量越大,净化效果越好
(6)A
(7)B
【详解】(1)实验1,①使用的净水材料是小卵石,②使用的净水材料是石英砂,③使用的净水材料是活性炭,其它条件相同,说明实验1的变量是净水材料,则目的是探究净水材料对净水效果的影响。
(2)活性炭疏松多孔,具有吸附性,可以吸附水中各种有毒有颜色有气味的物质。实验1用的河水预先滴入1滴红墨水,因此③中活性炭的作用是吸附水中的色素。
(3)根据实验2的记录,①中河水自上而下通过活性炭层,②中河水自下而上通过活性炭层,其它条件相同,实验②比①净化后的水更清澈,则实验2可以得到的结论是净水时,将水自下而上通过活性炭层的净化效果比自上而下更好。
(4)浊度用以表示浑浊程度,浊度越低代表水质越好。根据实验3的记录,①是空白实验,②③④与①的水样体积相同,而加明矾的质量、静置时间有所不同,可以看出所要探究的明矾净水的影响因素是加明矾的质量、静置时间。
(5)a、对比①和②,①不加明矾,②加明矾的质量为0.3g,其它条件相同,最终①中水样浊度为87%,②中水样浊度为16%,可以得出的结论是:明矾能有效降低水的浊度;④加明矾的质量为0.4g,其它条件与①相同,最终④中水样浊度为14%,对比①④也可以获得相同的结论。
b、对比③和④,③静置时间为10min,④静置时间为20min,其它条件相同,最终③中水样浊度为31%,④中水样浊度为14%,可以获得的结论是:相同条件下,静置时间越长,净化效果越好。
c、实验3所要探究的明矾净水的影响因素是加明矾的质量、静置时间,除上述外,对比②和④,②加明矾的质量为0.3g,④加明矾的质量为0.4g,其它条件相同,最终②中水样浊度为16%,④中水样浊度为14%,可以获得的结论是:相同条件下,加明矾的质量越大,净化效果越好。
(6)从实验1的净水速率和效果来看,小卵石净化速率快,效果差;石英砂净化速率较慢,效果一般;活性炭净化速率很慢,效果好,因此净水时需要先让水流经小卵石,后流经石英砂,最后流过活性炭,则材料从上到下最佳堆叠顺序是小卵石→石英砂→活性炭,故选:A。
(7)当水从下口进入时,较大的杂质会先沉淀下来,避免堵塞活性炭的上表面。同时,水流从上口流出,可以确保水与活性炭充分接触,提高净化效果,因此入水口应为B。
跨学科实践02 海洋资源的综合利用与制盐
3.潍坊是海洋型城市,拥有着143公里的海岸线,1421平方公里的海域面积,有占比30.1%的海洋经济。潍坊的海功能齐全,向海发展、向海图强是潍坊人民的夙愿与梦想。下图为综合利用海水的部分流程图,请回答:
(1)海水晒盐:
20℃海水中主要盐类及其溶质的质量分数
盐类
质量分数
NaCl
2.72%
MgCl2
0.38%
MgSO4
0.17%
①海水晒盐后的母液是氯化钠的 (填“饱和”或“不饱和)溶液。
②晒盐时不能将水全部蒸干,目的是使卤水中的NaCl大量析出,而其他盐类基本不析出,请分析其他盐类不析出的原因 。
③用“花水”冲洗粗盐,既可除去表面的MgSO4和MgCl2杂质,又不损失NaC1.则“花水”应当是 (填序号)。
A.蒸馏水 B.饱和NaCl溶液 C.饱和NaOH溶液 D.饱和BaC12溶液
(2)海水制镁:
实际生产中,常选用 作为沉淀剂。从海水中提取MgCl2历经:海水→母液→Mg(OH)2→MgCl2三步转换,这样做的主要目的是 。
(3)粗盐综合应用:
①电解NaCl饱和溶液制取烧碱,该反应中的化学方程式是 。
②用烧碱低温制取次氯酸钠的反应原理为: ,则X的化学式是 。
【答案】(1) 饱和 卤水中其他盐类溶质质量分数小,且在相同温度时溶解度比氯化钠大,不易达到饱和状态 B
(2) 熟石灰(或石灰乳)(答案合理即可) 提高氯化镁的纯度
(3)
【详解】(1)①海水晒盐后的母液是结晶后通过过滤将析出的晶体滤出后得到的溶液,是氯化钠的饱和溶液。故填:饱和;
②晒盐时不将水全部蒸干,目的是使卤水中的NaCl大量析出,而其他盐类基本不析出,原因是卤水中其他盐类溶质质量分数小,且在相同温度时溶解度比氯化钠大,不易达到饱和状态,故填:卤水中其他盐类溶质质量分数小,且在相同温度时溶解度比氯化钠大,不易达到饱和状态;
③用“花水”冲洗粗盐,既可除去表面的和杂质,又不损失。
A.蒸馏水会溶解和硫酸镁、氯化镁,会损失,故A不正确;
B.饱和溶液不会溶解、能溶解硫酸镁、氯化镁,不会损失,故B正确;
C.饱和溶液会溶解和硫酸镁、氯化镁,会损失,故C不正确;
D.饱和溶液会溶解和硫酸镁、氯化镁,会损失,并且氯化钡还会与硫酸镁反应生成硫酸钡沉淀和氯化镁,还会引入新的杂质硫酸钡,故D不正确。
故选:B。
(2)提取海水中的氯化镁,先将氯化镁转化成氢氧化镁,加入的试剂应该提供氢氧根离子,通常加入的试剂是熟石灰(或石灰乳),故填:熟石灰(或石灰乳)(答案合理即可);
从海水中提取氯化镁历经:海水→母液→氢氧化镁→氯化镁三步转换,这样做的主要目的是海水中的氯化镁含量很低,要设法将其富集。加入石灰乳将氯化镁转化为氢氧化镁沉淀,过滤后,加入盐酸将其溶解,这样可以制得纯净的氯化镁;故填:提高氯化镁的纯度;
(3)氯化钠和水在通电的条件下生成氢氧化钠、水和氯气;故填:;
根据质量守恒定律可知:反应前后原子种类和数目不变,反应前2个氯原子、2个钠原子、2个氢原子、2个氧原子,反应后1个钠原子、1个氯原子、2个氢原子、2个氧原子和1个X分子,故1个X分子中含有1个钠原子和1个氯原子;故填:。
基础巩固
1.(2024·广东揭阳·一模)如图所示的电解水装置探究水的元素组成,下列说法正确的是
A.a管和b管中气体体积比约为1:2 B.a管连接电源正极
C.b管中的气体能使燃着的木条烧得更旺 D.该实验说明水中含有氢分子和氧分子
【答案】C
【分析】电解水实验过程中正极产生的气体为氧气,负极产生的气体为氢气,且体积之比为1:2。
【详解】A、根据图示可知,管a收集到的气体较多,是氢气,管b收集到的气体较少,是氧气,两玻璃管中产生的气体体积之比是2:1,故A错误;
B、根据分析可知,a管产生的是氢气,连接电源负极,故B错误;
C、根据分析可知,b管气体为氧气,能使燃着的木条燃烧更旺,故C正确;
D、该探究说明水是由氢元素和氧元素组成的,故D错误。
故选C。
2.(2024·广东惠州·二模)下列劳动实践与所述化学知识没有关联的是
选项
劳动实践
化学知识
A
用活性炭去除冰箱异味
活性炭具有还原性
B
用明矾净水
明矾溶于水产生有吸附性的胶状物
C
用洗洁精清洗油污
洗洁精能乳化油污
D
不宜用钢丝球洗刷铝制品
钢丝球会破坏铝制品表面致密的氧化铝薄膜
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A、活性炭具有吸附性,能吸附色素和异味,该选项符合题意;
B、明矾溶于水能形成胶状物,吸附水中悬浮的杂质,则可用于净水,该选项不符合题意;
C、洗洁精具有乳化作用,则能用于清洗油污,该选项不符合题意;
D、铝表面有一层致密的氧化铝薄膜,从而保护内层的铝不被进一步氧化,钢丝球会破坏铝制品表面致密的氧化铝薄膜,则不宜用钢丝球洗刷铝制品,该选项不符合题意。
故选A。
3.(2024·广东江门·一模)和的溶解度曲线如图所示,下列叙述正确的是
A.的溶解度大于的溶解度
B.时,把加入水中,得到溶液的质量分数约是28.6%
C.当中混有少量杂质时,可采取冷却热饱和溶液的方法提纯
D.时,的饱和溶液,降温到时,有晶体析出,此时的溶液变为不饱和
【答案】C
【详解】A、没有指明温度,不能比较与的溶解度大小,说法错误,不符合题意;
B、由溶解度曲线图可知,时的溶解度为30g,此温度下把加入水中,最多能溶解,故得到溶液的质量分数约是,说法错误,不符合题意;
C、由溶解度曲线图可知,的溶解度受温度变化影响较大,的溶解度受温度变化影响较小,故当中混有少量杂质时,可采取冷却热饱和溶液的方法提纯,说法正确,符合题意;
D、时,的饱和溶液降温到,硝酸钾的溶解度减小,有晶体析出,此时的溶液仍为饱和溶液,说法错误,不符合题意。
故选:C。
4.(2024·广东惠州·三模)将5g大豆研碎放入烧杯并加入10mL己烷(一种有机溶剂),振荡静置一会儿,取上层清液于烧杯A中进行热水浴,得到大豆油。将大豆油转移至试管B中,加水振荡静置,现象如图所示。下列说法不正确的是
A.己烷提取油脂属于化学变化 B.己烷的沸点低于大豆油
C.大豆油在己烷中的溶解能力强于水 D.试管B中形成了乳浊液
【答案】A
【详解】A、己烷提取油脂利用的原理是油脂在乙烷中溶解度较大,提取过程没有生成新物质,不属于化学变化,A错误;
B、取上层清液放入小烧杯进行热水浴,得到大豆油,说明大豆油的沸点比己烷高,加热过程中,己烷先蒸发出去,B正确;
C、将大豆研碎放入己烷中,大豆中的大豆油能被己烷溶解出来,而试管B中大豆油与水分层,说明大豆油难溶于水,所以大豆油在己烷中的溶解能力强于水,C正确;
D、试管B中大豆油不溶于水,与水混合得到的是乳浊液,D正确。
故选:A。
5.(2024·广东深圳·中考真题)、溶解度示意图,下列说法正确的是( )
A.40℃时,思考乐琴琴同学将放入100g水中得到100.14g溶液
B.40℃时,的饱和溶液降温后仍是饱和溶液
C.40℃时,饱和溶液的溶质质量分数为11.7%
D.40℃时,溶解度比溶解度大
【答案】A
【详解】A、40℃时,氢氧化钙的溶解度为0.14g,将0.14gCa(OH)2放入100g水中恰好完全溶解得到100.14g溶液,该选项说法正确;
B、氢氧化钙的溶解度随温度升高而降低,降温后,氢氧化钙的溶解度上升,40℃时,Ca(OH)2的饱和溶液降温后为饱和溶液,该选项说法不正确;
C、40℃时,K2CO3的溶解度为117g,故40℃时,K2CO3饱和溶液的溶质质量分数为,该选项说法不正确;
D、40℃时,Ca(OH)2溶解度为0.14g,K2CO3溶解度为117g,Ca(OH)2溶解度比K2CO3溶解度小,该选项说法不正确;
故选A。
6.(2024·广东深圳·一模)2023年“中国水周”活动主题为“强化依法治水,携手共护母亲河”。初中阶段,我们从多个角度认识了“水”。在下列关于水的说法中,错误的是
A.水是常见的溶剂
B.水是由氢元素和氧元素组成
C.电解水实验中,正极与负极得到气体的体积比为
D.自来水厂净水方法主要有沉淀、过滤、吸附、杀菌、蒸馏
【答案】D
【详解】A、水为最常见的溶剂,该选项说法正确;
B、水是由氢、氧元素组成,该选项说法正确;
C、电解水时,正极产生氧气,负极产生氢气,且生成的氧气和氢气的体积比约为1:2,该选项说法正确;
D、自来水净水方法为:沉淀、过滤、吸附、杀菌,但不包含蒸馏,该选项说法不正确。
故选D。
7.(23-24九年级上·广东茂名·期末)将等质量的NaOH固体和NH4NO3固体分别同时加入2个盛有100mL水的烧杯中,下列“温度-时间”曲线正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】溶解时能量的变化
【详解】硝酸铵溶解吸热,溶液温度降低,氢氧化钠溶解放热,溶液温度升高,待完全溶解后,溶液温度慢慢恢复到常温,故选A。
8.(2024·广东广州·一模)水是生命之源。
(1)下列物质不适合放在图所示简易净水器a层的是______(填标号)。
A.木炭 B.明矾 C.生石灰 D.活性炭
(2)生活中可用 来区分软水和硬水,用 的方法降低水的硬度。若要检验水中是否溶有氯化钙、氯化镁等盐酸盐,可取样,滴入适量的 和 观察有无白色沉淀产生。
(3)电解水实验可用于探究水的组成。请在下表“变化后”的框中画出对应分子的图示。(图示要能反映质量守恒)
客观事实
微观解释
【答案】(1)BC
(2) 肥皂水 煮沸 硝酸银溶液 稀硝酸
(3)
【知识点】微粒图像的分析及应用、盐类参与的反应、简易净水器的构造和各部分的作用
【详解】(1)小卵石可以除去水中较大的难溶性杂质,石英砂可以除去水中较小的难溶性杂质,木炭和活性炭具有吸附性,a处的活性炭或木炭可以吸附水中的色素和异味,不能用生石灰和明矾;故答案为:BC;
(2)生活中可用肥皂水来区分软水和硬水,用煮沸的方法降低水的硬度。若要检验水中是否溶有氯化钙、氯化镁等盐酸盐,可取样,滴入适量的硝酸银溶液和稀硝酸,观察有无白色沉淀产生;
(3)
电解水时,水分子分成氢原子和氧原子,每两个氢原构成一个氢分子,每两个氧原子构成一个氧分子,由质量守恒定律可知,a、b两处分别为2个氢分子和1个氧分子,或a、b两处分别为1个氧分子和2个氢分子,图示为:。
9.(2024·广东广州·二模)水和溶液在生产、生活中具有广泛的用途。
(1)水是一种重要的化学物质。
①水能用于维持生命体的新陈代谢:空气制水机能充分利用大气中的水分制出饮用水,主要过程如图所示:
被过滤装置除去的有害物质的直径 (填“大于”或“小于”)滤孔直径。
②水能用于灭火:其灭火的原理是 。
③水能够溶解许多物质。下列观点正确的是 。
A.自然界不存在“绝对纯净”的水
B.水易溶解许多物质,因而水也易被污染
C.在自然界中,不同状态的水处于不断循环中
D.地下水是重要的淡水资源,可持续不断大量开采
(2)盐矿制盐的过程中常需要将盐矿制成溶液,盐矿中除NaCl外还含有少量Na2SO4等。NaCl、Na2SO4的溶解度曲线如图所示。
①采矿盐
矿区采盐是向盐矿中注入淡水制成卤水再输回地面。20℃时,100吨水最多可溶解 NaCl的质量是 吨。
②运盐水
抽出的卤水检验合格后通过管道送往厂区。为防止冬季管道堵塞,检验时合格的卤水必须是该温度下的 (选填“饱和”或“不饱和”)溶液。
③制精盐
如图是某盐厂采用的 NaCl、Na2SO4联产工艺流程。析盐罐内真空减压蒸发水,温度宜控制为 ℃,析硝罐中出来的滤液所含的溶质有 。
【答案】(1) 大于 降低温度至可燃物着火点以下 ABC
(2) 36 不饱和 32.4 硫酸钠、氯化钠
【知识点】灭火原理与方法、固体溶解度曲线的应用、饱和溶液和不饱和溶液判断、纯水、天然水与自来水
【详解】(1)
①被过滤装置除去的有害物质的直径大于滤孔直径;
②水能用于灭火,水蒸发吸热,其灭火的原理是降低温度至可燃物着火点以下;③A、自然界的水都含有可溶性或不溶性杂质,因此自然界不存在“绝对纯净”的水,故A正确;
B、水易被污染是由于水易溶解许多物质,故B正确;
C、在自然界中,水常以雨、雪等形式存在,即以不同状态的水处于不断循环中,故C正确;
D、地下水是重要淡水资源,不能持续不断大量开采,以防止地下水枯竭,应合理开采,故D不正确。
故选:ABC;
(2)
①20℃时氯化钠溶解度是36g,则20℃时,100吨水最多可溶解NaCl的质量是36吨;
②为防止冬季管道堵塞,检验时合格的卤水必须是该温度下的不饱和溶液,是因为饱和溶液在温度降低时析出固体;
③由溶解度曲线图可知,当温度为32.4℃时,硫酸钠的溶解度最大,析盐罐内真空减压蒸发水,温度宜控制为32.4℃,此时硫酸钠的溶解度最大,存在于溶液中,而氯化钠的溶解度较小,蒸发过程中结晶析出;
析硝罐中析出硫酸钠,滤液还含有硫酸钠,滤液可循环利用,说明滤液中还含有氯化钠,故所含的溶质有氯化钠和硫酸钠。
10.(24-25九年级上·广东茂名·期中)水是生命之源,试用所学知识回答下列问题:
Ⅰ.杭州亚运会游泳馆的水可以实现全年不换依旧干净清澈,其中的奥秘源自于一个可以实现24小时不间断的水循环系统。
(1)硅藻土过滤器 (填“能”或“不能”)将硬水软化;可用 区分硬水和软水。
(2)臭氧能杀菌消毒,该过程发生 变化(填“物理”或“化学”)。
(3)尿素化学式为,由 种元素组成,其中碳元素和氮元素的质量比为 。
(4)水经过热板,提升到适宜比赛的温度,从微观角度分析水分子的变化情况,正确的是___________。
A.分子运动速率加快 B.分子间间隔变大
C.分子变大 D.分子种类改变
Ⅱ.“生命吸管(Life-straw)”是一种快速获取野外饮用水的吸管装置(长约16cm,重约60g),里面装有过滤材料和滤芯,其净水过程如下图所示:
(5)“生命吸管”中的活性炭可以除去水中的色素和异味,起到 作用;碘树脂主要起杀菌消毒的作用。
(6)离子交换树脂中阳离子交换柱的交换过程如图所示(图中阴离子未画出,交换后的水仍然呈电中性)。
①1个可以交换出 个。
②离子交换树脂 (填“能”或“不能”)起到软化水的作用。
(7)经过“生命吸管”净化后的水属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
【答案】(1) 不能 肥皂水
(2)化学
(3) 4/四 3:7
(4)AB
(5)吸附
(6) 2 能
(7)混合物
【详解】(1)硅藻土过滤器只是除去了难溶性杂质,不能除去水中的可溶性钙镁化合物,即不能将硬水软化成软水;通常用肥皂水来区分硬水和软水,肥皂水在硬水中易起浮渣,在软水中泡沫较多。
(2)臭氧能杀菌消毒,该过程发生了蛋白质变性等,一定有新物质生成,属于化学变化。
(3)由化学式可知,尿素由C、O、N、H四种元素组成;尿素中碳元素和氮元素的质量比为:12:(14×2)=3:7。
(4)A、水受热后,温度升高,分子运动速率加快,符合题意;
B、水受热后,温度升高,分子之间的间隔变大,符合题意;
C、水受热后,温度升高,分子之间的间隔变大,分子的大小不变,不符合题意;
D、水受热后,无新物质生成,分子种类不变,不符合题意。
故选AB。
(5)“生命吸管”中的活性炭结构疏松多孔,具有吸附性,可以吸附水中的色素和异味。
(6)①由于交换后的水仍然呈电中性,则说明溶液中所带正电荷不变,1个钠离子带1个单位正电荷,1个镁离子带2个单位正电荷,则1个镁离子能交换出2个钠离子。
②由图可知,离子交换树脂能降低水中可溶性钙、镁化合物的含量,则能起到软化水的作用。
(7)由于经过“生命吸管”净化后的水中仍含有钠离子等,则属于混合物。
能力提升
11.(2024·广东深圳南山外国语学校·一模)传统的豆腐制作常用卤水来点卤。常见卤水主要是氯化镁、硫酸镁和氯化钠的混合溶液。三种物质的溶解度曲线如图所示。下列说法正确的是
A.搅拌可以使卤水中三者溶解度增大
B.时,卤水中的质量一定最大
C.时,将等质量的和固体,配置成饱和溶液,和需要的水质量相同。
D.时,溶液和溶液,它们的溶质质量分数一定相等
【答案】C
【详解】A、搅拌不能改变溶解度,该选项说法不正确;
B、由图可知,30℃时,氯化镁的溶解度最大,但由于不确定溶液是否饱和,则无法比较溶质质量,该选项说法不正确;
C、由图可知,60℃时,氯化镁和硫酸镁的溶解度相同,则将等质量的氯化镁和硫酸镁加入溶解配成饱和溶液,所需水的质量相同,该选项说法正确;
D、由于不确定溶液是否饱和,则无法比较溶质质量分数,该选项说法不正确。
故选C。
12.(2024·广东惠州惠东·一模)施用尿素后的土壤含有和,根据图判断,下列说法正确的是
A.的溶解度随温度升高而减小
B.℃时,和的饱和溶液溶质质量分数大小顺序为:
C.℃时的饱和溶液升温或降温均有晶体析出
D.降温结晶可使两种物质分离
【答案】C
【详解】A、℃以下时的的溶解度随着温度升高而增大,℃以下时的溶解度随着温度升高而减小,该选项不正确。
B、饱和溶液中溶质的质量分数=;℃时,硫酸钠的溶解度大于碳酸氢铵,和的饱和溶液溶质质量分数大小顺序为:,该选项不正确。
C、根据图像,℃时升温或降温硫酸钠的溶解度都会变小,所以的饱和溶液升温或降温均有晶体析出,该选项正确。
D、由溶解度曲线可知,在0℃~℃时,两种物质的溶解度都是随着温度的降低而减小,且减小幅度接近,因此不能降温结晶使两种物质分离,该选项不正确。
故选:C。
13.(2021·广东揭阳·一模)海水晒盐得到的粗盐中常含有MgCl2、CaCl2等杂质,工业提纯粗盐的过程如图所示:
(1)步骤①反应的化学方程式为 。
(2)步骤③中操作a的名称是 ;步骤④加入适量盐酸的目的是除去滤液中的Na2CO3和 。
(3)蒸发精盐水到 即停止加热,然后继续搅拌得到精盐。
(4)若步骤①和步骤②的顺序颠倒,则最后所得的精盐水中还含有 。
【答案】(1)MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2
(2) 过滤 NaOH
(3)有大量固体析出时
(4)CaCl2
【知识点】粗盐的精制、蒸发
【详解】(1)步骤①发生的反应是氢氧化钙和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,故填:Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2↓+CaCl2;
(2)步骤③是固液分离的操作,是把沉淀氢氧化镁和碳酸钙从溶液中分离出去,是过滤;
步骤②发生的反应有两个,一是碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,另一个是碳酸钠与过量的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,步骤④加入适量盐酸的目的是除去滤液中剩余的Na2CO3和NaOH,故填:过滤;NaOH。
(3)蒸发精盐水时,出现较多固体时就停止加热,用余热将剩余水分蒸干,故填:出现较多固体时,故填:有大量固体析出时。
(4)若步骤①和步骤②的顺序颠倒,则②中会有氯化钙和氢氧化钙杂质,盐酸与氢氧化钙反应生成氯化钙,所以最后所得的精盐水中还含有氯化钙,故填:CaCl2。
14.(2024·广东清远·一模)洗碗机是现代家居生活的常用电器,在使用时需要向其中加入专用的盐、洗涤剂和漂洗剂。化学小组的同学们对此专用盐的作用、成分以及洗涤剂和漂洗剂的作用产生了兴趣,并就此展开了项目式学习之旅。
任务一:了解洗碗机专用盐的作用
【查阅资料】洗碗机中装有离子交换树脂,可以吸附自来水中的某些杂质离子(主要是等),从而达到净化水质的目的.然而随着水处理量的增加,离子交换树脂吸附的杂质越来越多,吸附能力有所降低。洗碗机专用盐中含有,在清洗过程中通过离子交换把树脂吸附的杂质离子置换出来,从而恢复其吸附能力。
【交流分析】
(1)同学们通过分析资料得知,洗碗机处理后的水与自来水相比,硬度变 。通常用 来区分硬水和软水。
任务二:探究洗碗机专用盐的成分
(2)同学们打开一包洗碗机专用盐,看到大量白色固体,大家猜测其可能是或中的一种,同学们取少量该固体,加水将其配成溶液,具体操作是 。然后进行了以下实验:
【进行实验】
(3)
实验操作
实验现象
实验结论
步骤一:取少量溶液于试管中,向其中滴加溶液
无明显现象
白色固体不是
步骤二:取少量溶液于试管中,向其中滴加溶液
白色固体不是
步骤三:
白色固体是
【反思评价】
(4)小李认为在完成步骤一后,不需要再进行步骤二,理由是 。
(5)步骤三中发生反应的化学方程式是 。
任务三:了解洗涤剂和漂洗剂的作用
【信息检索】洗涤剂的主要成分是表面活性剂,主要用于除去油污.漂洗剂用来辅助漂洗,加速烘干,使餐具保持光亮.
【讨论交流】
(6)根据信息及所学知识,同学们交流后认为,洗涤剂除去油污的原理是 。
【成果分享】通过项目式学习,同学们从化学角度认识了洗碗机专用盐、洗涤剂和漂洗剂,理解了化学与生活的紧密联系,领略了化学学科的魅力。
【答案】(1) 小 肥皂水
(2)取少量固体于烧杯中,向其中加入足量蒸馏水,搅拌
(3) 无明显现象 取少量溶液于试管中,向其中滴加AgNO3溶液 产生白色沉淀
(4)氯化钡也能与碳酸钠反应生成白色沉淀
(5)AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3
(6)乳化作用
【知识点】硬水和软水定义及鉴别、乳化现象及应用、固体配制一定质量分数溶液、盐类参与的反应
【详解】(1)洗碗机中装有离子交换树脂,可以吸附自来水中的Ca2+、Mg2+等,降低水的硬度,所以洗碗机处理后的水与自来水相比,硬度变小;通常用肥皂水来区分硬水和软水,向洗碗机处理后的水中加入适量的肥皂水,产生泡沫较多,则为软水,产生泡沫较少,则为硬水;
(2)同学们取少量固体于烧杯中,向其中加入足量蒸馏水,搅拌,将其配成溶液;
(3)步骤二:碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,若该白色固体是碳酸钠,则加入氯化钙溶液可以产生白色沉淀,实验结论为白色固体不是 Na2CO3,实验现象为无明显现象;
步骤三:氯化钠可以和硝酸银反应生成氯化银白色沉淀,实验步骤为取少量溶液于试管中,向其中滴加AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则白色固体是NaCl;
(4)BaCl2也能与Na2CO3反应生成白色沉淀,所以进行完步骤一后,实验现象为无明显现象,证明碳酸钠也不存在,不需要再进行步骤二;
(5)步骤三中,氯化钠和硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钠,化学方程式为 AgNO3 + NaCl= AgCl↓+NaNO3;
(6)洗涤剂具有乳化作用,可以将油分散成无数细小的液滴随着水流走,从而除去油污。
$$主题一 物质的性质与应用
专题05 水和溶液(5~8分)
目录
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!
2 / 15
学科网(北京)股份有限公司zxxk.com
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
01考情透视·目标导航
02知识导图·思维引航
03考点梳理·考法探究
考点一 水资源及其利用
考点梳理
题型精选
►考向01 水的净化
►考向02 水的净化及常用的净水方法
►考向03 过滤操作
►考向04 硬水和软水
►考向05 水的污染与防治保护
考点二 水的组成
考点梳理
题型精选
►考向01 电解水实验与微观分析
►考向02 单质、化合物、氧化物
考点三 溶液及其运用
考点梳理
题型精选
►考向01 溶液的特征及判断
►考向02 溶解时的吸放热现象
►考向03 乳化现象及应用
考点四 溶解度
考点梳理
题型精选
►考向01 饱和溶液和不饱和溶液判断
►考向02 溶解度曲线的运用
考点五 溶质的质量分数
考点梳理
题型精选
►考向01 溶质质量分数的计算
实验01 水的组成及变化的探究
题型精选
►考向01 对水电解实验的进一步探究
实验02 配制一定溶质质量分数的溶液
考点梳理
题型精选
►考向01 配制一定溶质质量分数的溶液
实验03 粗盐的提纯
考点梳理
题型精选
►考向01 粗盐的提纯
跨学科实践01 水质检测及自制净水器
跨学科实践02 海洋资源的综合利用与制盐
04分层训练·巩固提升
考点要求
课标要求
考查频次
命题预测
水资源及其利用
· 认识水资源状况,了解水的污染与防治。
· 掌握水的净化方法,了解硬水和软水概念,并能正确鉴别硬水和软水。
· 5年/4考
· 2024、2023、2022、2021、年
广东省考卷中,这部分的考点常以选择题、填空题、实验题、计算题考查。
在选择题中常见的命题点有:水资源状况、水的净化方法、溶液的概念、固体溶解度概念、溶解度曲线意义等。常结合常见生活中现象、工农业生产、科学实验等以文字或图片结合的形式呈现。
在选择、填空、实验题中,常见的命题点:电解水实验、配制一定溶液的溶质质量分数的溶液、粗盐提纯、实验步骤、仪器的使用、误差分析。
水的组成
· 掌握水的性质。
· 掌握电解水实验内容,并能通过该实验理解水的组成。
· 近5年4考
· 2024、2023、2021、2020年
溶液及其运用
· 了解溶液概念与特征
· 掌握溶液的组成及其运用
· 能正确区分不同溶液中的溶质和溶剂
· 近5年0考
溶解度
· 了解溶解性
· 了解气体溶解度
· 掌握固体溶解度及影响因素
· 掌握溶解度曲线的含义
· 掌握结晶的两种方法
· 近5年5考
溶质的质量分数
· 理解溶液的溶质质量分数的意义
· 掌握配制一定溶液的溶质质量分数的溶液、对粗盐的提纯有一定掌握。
· 近5年
· 2024、2021、2020
考点一 水资源及其利用
一、自然界的水
1.全球水资源状况
(1)储量:地球表面约 被水覆盖着。水的总储量很大,但陆地淡水只约占全球水储量的2.53%,而可利用的只约占其中的30.4%,不到总水储量的 。
(2)分布形式:海洋水、湖泊水、河流水、地下水、大气水、生物水等。
2. 水污染的原因
①工业“ ”(废渣、废液、废气);
② 的不合理施用;
③生活垃圾、生活污水的 ;
3. 水污染的原因
①工业上应用新技术、新工艺减少污染物产生,对污染的水体 后排放;
②农业上 农药、化肥,提倡使用农家肥;
③生活上生活污水要 达标排放,不使用含磷洗涤剂等;加强水质监测。
二、硬水和软水
1.概念
硬水:含有较多 的水,叫做硬水。
软水:不含或含有 的水,叫做软水。
2.硬水和软水的检验
(1)用 来检验硬水和软水。把 分别滴在盛有等量的软水、硬水的试管中,振荡,产生 的是软水,产生泡沫少或不产生泡沫的是 。
(2)用 的方法来检验硬水和软水。水加热煮沸时,有 产生的是硬水,不产生沉淀或产生的沉淀较少的是 。
3.硬水的软化
硬水的软化就是设法除去硬水中的钙、镁化合物。
常用煮沸法;
实验室常用 ;
工业上常用离子交换法和药剂软化法。
4.使用硬水造成的危害
(1)用硬水洗涤,不仅 ,不容易洗干净,还会使纤维变脆、易断。
(2)硬水有苦涩味,饮用硬水会使人的胃肠功能紊乱,出现不同程度的腹胀、腹泻和腹痛。
(3)锅炉用水硬度太大,会产生 ,这会大大降低锅炉的导热能力,造成 。另外,当水垢爆裂脱落时,造成炉壁局部受热不均,易引起 。
【易混易错】
(一)误认为过滤、使用活性炭吸附可以将硬水软化。
过滤只能除去水中的不溶性杂质,不能除去可溶性杂质;活性炭可以吸附掉水中的一些可溶性杂质(色素或异味);两种方法均不能使硬水软化。硬水软化的常用方法是加热煮沸和蒸馏。
(二)误认为软水是纯净物。
软水是指不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水,因此纯水一定是软水,软水不一定为纯水。
(三)误认为水中含有氢分子。
水可用“H2O”表示,但不能把“H2O”中的“H2”错误地理解为氢分子。物质的分子构成通常用“原子”来描述。纯净物的分子中 不能有其他分子,水分子由氢原子和氧原子构成,H元素右下角的“2” 表示每个水分子含有2个氢原子,不可能含有其他分子。
(四)误认为含氧化合物就是氧化物。
含氧化合物是指含有氧元素的化合物,组成元素可以是两种,也 可以是两种以上,但一定含有氧元素;而氧化物是指由两种元素组成 且其中一种元素为氧元素的化合物。含氧化合物与氧化物属于包含关 系,即含氧化合物包含氧化物。
三、水的净化
1.自来水的净化
(1)步骤:取水→加絮凝剂→反应沉淀池→过滤池→活性炭吸附池→清水池→消毒→配水泵→用户。
(2)絮凝的作用:往水中加含有明矾形成 ,能吸附水中 杂质被吸附絮凝而沉淀除去。
(3)过滤的作用:除去水中混有的 。
(4)吸附的作用:用具有 的活性炭,不仅可以除去水中的一些不溶性杂质,还可以吸附 。
(5)消毒的作用:用 (Cl2)等消毒剂可以除去水中的 等。
2.常见的水的净化方法
净化方法
原理
作用
沉淀
静置,使不溶性大颗粒物质沉淀下来,与水分离
过滤
把不溶于水的固体物质与水进行分离
除去 物质
吸附
利用活性炭的 作用除去自然界水中的一些色素和异味
除去
杀菌
消毒
利用杀菌剂的 死水中病毒、细菌
杀死水中的
蒸馏
利用混合物中各成分的 不同将其分离
除去各种杂质(净化程度 )
四、 过滤和蒸馏
1. 过滤
(1)适用范围
用于将不能溶于液体的固体与液体分离。
(2)装置及操作要点
一贴:滤纸紧贴漏斗内壁, ,若有较多气泡会使 。
两低:
① 比漏斗口稍低,防止液体从漏斗外溢出;
② 比滤纸边缘低,防止液体未经过滤,从滤纸和漏斗间隙中流下。
三靠:
①玻璃棒斜靠在 ,防止玻璃棒捅破润湿的滤纸造成过滤失败;
②倾倒液体时, 棒,用玻璃棒引流防止液体溅出;
③ 紧靠烧杯内壁,使滤液沿烧杯壁流下,防止滤液向四周飞溅。
2. 蒸馏
(1)定义及装置
①蒸馏自来水是将水加热沸腾形成水蒸气,再将水蒸气冷凝成纯净水的过程。
②蒸馏是硬水软化的一种方法,是净化程度最高的净水方法,得到的蒸馏水属于纯净物。
(2)实验注意事项
①蒸馏烧瓶下面需垫上 ,不能用酒精灯直接加热,防止蒸馏烧瓶受热不均匀而炸裂。
②蒸馏烧瓶中液体体积不能少于其容积的 ,也不能多于其容积的。
③蒸馏烧瓶内应加入几粒 (或碎瓷片),使蒸馏平稳进行,以防加热时暴沸。
④冷却水的流向应跟蒸气的流向相反,这种 可以收到最大的冷却效果。
五、 其他净水方法
1.活性炭净水器
a.活性炭的作用:
过滤和吸附
b.下口进水上口出水的好处:
延长净水时间,增强净水效果。
2.简易净水装置
a. 每层材料都有过滤作用
b. 活性炭:吸附作用
c. 蓬松棉:隔离和支撑作用(防止活性炭颗粒堵塞出水口)
【方法技巧】
1.自来水净化过程中,投什么药,如何消毒?
投入氯气(Cl2)或液氯或ClO2。Cl2+H2O=HCl+HClO,HClO有强氧化性,可将水中的细菌和病毒中的蛋白质失去活性,达到消毒目的。但是该方法会使消毒后的自来水中存在有机氯化物,对人体健康会造成伤害。
现在比较先进的方法是使用高铁酸钾(K2FeO4)作自来水的净化消毒剂。4K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8KOH。一方面:生成的Fe(OH)3(胶体)具有吸附作用,把水中的悬浮的杂质吸附;另一方面:FeO42-有强氧化性,可将水中的细菌和病毒中的蛋白质失去活性;更重要的是:该方法高效、无毒无害!
2. 过滤后滤液仍然浑浊,可能的原因有哪些?
①滤纸破损;
②过滤时液面高于滤纸边缘;
③仪器不干净等
►考向01 水的净化及常用的净水方法
【例1】(2024·广东广州·三模)某便携式户外净水器能够除去河水、溪水中的铅离子、汞离子等有害金属离子和软化水质。下图是该便携式户外净水器的结构示意图,下列有关分析正确的是
A.将出水和入水位置互换后,净水效果更好 B.该装置利用了活性炭进行杀菌消毒
C.净化后,水中铅离子、汞离子含量升高 D.净化后,水中钙离子、镁离子含量降低
【变式1-1】(2024·广东·二模)某校开展了2024年“世界水日”“中国水周”主题宣传活动。活动期间,项目小组同学利用自制的简易净水器(如图所示)对水样进行处理。
下列对水样处理过程分析正确的是
A.小卵石和石英砂与滤纸的作用相似 B.活性炭具有吸附性,可用于杀菌消毒
C.利用图中装置能把硬水变为软水 D.利用图中装置能将水样变为纯水
【变式1-2】(24-25九年级上·广东茂名·期中)如图是几种净水方法,其中叙述错误的是
A.图①净水程度最高 B.图④中粒状活性炭层的作用是吸附
C.上述净水方法中,能降低水的硬度的方法有②④ D.图③中漏斗下端紧靠烧杯内壁是为了防止滤液溅出
►考向02 过滤操作
【例2】(24-25九年级上·广东茂名·期中)下列关于过滤操作的叙述中,不正确的是
A.液面不要低于滤纸的边缘 B.滤纸的边缘要略低于漏斗口
C.玻璃棒要靠在三层滤纸的一边 D.漏斗下端管口要紧靠烧杯内壁
【变式2-1】(24-25九年级上·广东河源·期中)过滤时错误的操作是
A. 玻璃棒末端靠在漏斗内三层滤纸处 B. 漏斗下端的尖嘴口紧靠烧杯内壁中上部
C. 过滤器内液体的液面要低于滤纸的边缘 D. 为增大过滤速率,用玻璃棒搅拌漏斗内的液体
【变式2-2】(24-25九年级上·广东深圳·阶段练习)水是生命之源,人类的日常生活与工农业生产都离不开水。某化学兴趣小组在汶河收集了一瓶浑浊的河水,他们在实验室里模仿自来水厂的净水过程,其流程图如图:
(1)水厂的过滤操作是在过滤池中完成。实验室进行该操作时,用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、 ,其中玻璃棒的作用是 。下列做法不恰当的是 (填字母序号)。
A.为了加快过滤速度,用玻璃棒搅拌 B.滤纸的边缘要低于漏斗口
C.玻璃棒要靠在三层滤纸的一边 D.漏斗下端的管口要紧靠烧杯的内壁
(2)过滤后发现滤液仍然浑浊,可能的原因是 (写出一条即可)。
(3)自来水厂配送给用户的自来水是 (填“纯净物”或“混合物”)。要获得净化程度最高的水,还需要对自来水进行 操作。图中“杀菌消毒”过程主要发生的是 变化(填“物理”或“化学”)。
(4)如图是活性炭净水器示意图。为了达到较好的净化效果,液体应该从 端通入(填“a”或“b”)。
►考向03 水的污染与防治保护
【例3】(2024·广东广州·二模)贵阳坚定不移推进“生态立市”战略,2024年2月,作为贵阳南明河重要支流之一的贯城河在“消失”近20年后重回人们视野。下列做法与此战略不相符的是
A.宣传保护母亲河的意识 B.落实垃圾分类回收
C.将生活污水排放入河道 D.群众参与河湖治理
【变式3-1】(2024·广东茂名·一模)水是生命之源,下列关于水的说法正确的是
A.溶液的溶剂一定是水 B.电解水实验中负极产生的是氢气
C.淡水是取之不尽、用之不竭 D.农业上将滴灌改为漫灌可节约水资源
【变式3-2】(2024·广东佛山·二模)“零废弃”是一种环保理念。下列做法符合该理念的是
A.用淘米水浇花 B.多使用一次性碗筷 C.将垃圾就地填埋 D.加高烟囱排放废气
考点二 水的组成
一、电解水实验
实验装置
现象
解释与结论
通电后现象
两电极端均 ,一段时间后,
相同条件下,负极产生气体较快较多
用 两极气体
端气体让小木条燃烧 ,
端气体能
正极端气体具有助燃性
负极端气体具有可燃性
实验结论
水通电生成氢气和氧气,说明
反应表达式
注意事项
电源选择 ;
水中加入硫酸钠或氢氧化钠的目的:
反思交流
实验时正负极端产生的气体体积比小于1:2的原因?
气体体积比
和质量比图
氢气氧气的体积比约为 ;质量比约为
二、电解水的微观解释
每个水分子在电流的作用下,分解成两个氢原子和一个氧原子;每两个氢原子组合形成一个氢分子,每两个氧原子组合形成一个氧分子。
结论:化学变化中分子可分成原子,原子重新组合成新的分子。
►考向01 电解水实验与微观分析
【例1】(2024·广东广州·一模)探究不同电压下10%氢氧化钠溶液对电解水速率影响的实验装置,如图1。多次实验测得生成氢气所需时间如图2,下列分析正确的是
A.a管与b管中气体质量比为 B.a管中的气体能使燃着的木条烧得更旺
C.相同条件下电压越大电解水的速率越快 D.实验后氢氧化钠溶液的溶质质量分数不变
【变式1-1】(2024·广东深圳·二模)如图是电解水的实验装置,下列关于该实验的说法中,正确的是
A.管a中的气体为氧气 B.与管b相连的是电源的正极
C.管a与管b中气体质量比为2:1 D.该实验可说明水是由氢气和氧气组成的
【变式1-2】(2024·广东汕头·一模)(一)水的组成及变化的探究
为探究水的组成及变化,某小组同学设计了如图装置进行电解水实验。回答下列问题:
(1)如图是电解水的简易实验装置,其中a、b仪器的名称是 。
(2)电解水实验的化学方程式为 。
(3)通电时水分子分解示意图如图,补全横线上的模型图 。
(4)结合微观图示,下列说法正确的有___________(填序号)。
A.保持水化学性质的粒子是水分子 B.化学反应前后元素种类不变
C.该变化的实质是分子改变,原子重组 D.该变化中原子的种类和数量不变
(二)水质检测及自制净水器
2023年4月1日,我国实施《生活饮用水卫生标准》(CB5749-2022),部分指标及限值如下表:
项目
限值
感官性指标
无异臭、异味
总硬度(以碳酸钙计)/mg·L-1
450
(5)水的气味—“无臭、无味”属于水的 (填“化学”或“物理”)性质。
(6)1L合格的生活饮用水中钙元素的含量不超过 mg。
(7)把天然水净化成生活中的自来水常用以下方法:①消毒杀菌②过滤③活性炭吸附④加明矾吸附沉降。以上方法按净化过程的排序是 。(填序号,下同)。
(8)某种便携式净水器,其内部结构如图所示,请回答问题。
①活性炭可除去异味,说明活性炭具有 性。
②此种“生命吸管”虽广泛使用,但海上应急却不能使用,原因是 。
►考向02 单质、化合物、氧化物
【例2】(2024山西中考)世界万物都是由元素组成的。元素在地壳中的含量各不相同,其中含量最多的金属元素是
A.Mg B.Si C.Al D.O
【变式2-1】(2024四川眉山中考)下列各图中和分别表示不同元素的原子,其中表示化合物的是
A. B. C. D.
【变式2-2】(2024福建中考)下列物质可制造用于治疗癌症等疾病的纳米酶,其中属于单质的是
A.金 B.氧化铁 C.氧化铈 D.四氧化三铁
考点三 溶液及其运用
一、溶液的概念与特征
1.形成:在水分子的作用下,物质以 或 的形式均一地分散到水分子之间。
2.溶液的定义: 或 物质分散到 物质里,形成 、 的 。
3.溶液的特征
(1) 性:溶液中各部分组成和性质完全相同(如密度)。
(2) 性:外界条件不变时(温度、压强等),溶质不会从溶剂中分离出来。
二、溶液的组成
1. 溶液的组成
(1) :被溶解的物质。
(2) :能溶解其他物质的物质。
(3)溶液质量= + 。
2. 溶质和溶剂的判断
(1)普通溶液
溶液中是否有水及各成分的状态
溶质
溶剂
溶液中有水
溶液中没有水
气体+液体
固体+液体
液体+液体
(2)发生化学反应后所得溶液中溶质的判断
①稀硫酸中的溶质是 ,铁与稀硫酸恰好完全反应后所得溶液的溶质是 。
②铁与过量的稀硫酸充分反应后所得溶液的溶质是 。
三、解过程中的吸热或放热现象
1. 溶解时吸热: 、NH4Cl等。
2. 溶解时放热: (固体)、 (液体)等。
3. 溶解时吸放热不明显: 、蔗糖等。
【注意】物质投入液体中放热的情况:
①溶解放热:如NaOH;
②与水反应放热:如CaO(反应方程式为: );
③与溶液中的溶质反应放热:如镁和稀盐酸反应(反应方程式为: )。
四、溶液的应用
(1)工农业生产上——无土栽培的 属于溶液。
(2)日常生活中的白醋、 等属于溶液。
(3)医疗上的氯化钠注射液、消毒酒精、 等属于溶液。
(4)实验室中用的各种溶液。
【方法技巧】
物质溶解时,发生了两个过程,分别为扩散过程和水和过程。
扩散过程——溶质的分子(或离子)向水中扩散——吸收热量。
水合过程——溶质的分子(或离子)和水分子作用,生成水合分子(或水合离子)——放出热量。
如果扩散过程吸收的热量小于水合过程放出的热量,溶液的温度就会升高。(例如氢氧化钠固体、浓硫酸)
如果扩散过程吸收的热量大于水合过程放出的热量,溶液的温度就会降低。(例如硝酸钾)
►考向01 溶液的特征及判断
【例1】(2024·广东茂名茂南博雅学校·一模)下列物质加入水中,能形成溶液的是
A.白糖 B.花生油 C.黄泥 D.面粉
【变式1-1】(2024·湖北·中考真题)把少量下列物质加入水中,充分搅拌,能形成溶液的是
A.泥土 B.蜡烛 C.蔗糖 D.汽油
【变式1-2】(2024·广东广州九强校·一模)下表是同学们做溶液形成的实验记录。以下说法不正确的是( )
溶质
碘
高锰酸钾
溶剂
水
汽油
酒精
水
汽油
溶解性
不溶
易溶
可溶
易溶
不溶
A.衣服上不慎沾上碘酒,可用汽油擦洗
B.同一物质在不同溶剂中的溶解性不同
C.水、汽油、酒精都可以作溶剂
D.溶液都是均一、稳定、无色的混合物
►考向02 溶解时的吸放热现象
【例2】(2024·广东江门·三模)如图所示,装置气密性良好,试管中盛有一定量的水,室温下右侧U型管中红墨水液面相平,向试管中加入一定量物质后,能使U型管中左侧液面升高的是
A.氯化钠 B.氢氧化钠 C.硝酸铵 D.氧化钙
【变式2-1】(2024·广东广州九强校·一模)如图所示,20℃时,将盛有饱和石灰水(底部有氢氧化钙固体剩余)的小试管放入盛水的烧杯中,向烧杯中加入某物质后,试管中固体继续溶解,则加入的物质是
A.蔗糖 B.氯化钠 C.硝酸铵 D.氢氧化钠
【变式2-2】(2024·广东江门·一模)利用气体压强的变化是完成实验的重要手段,以下各图装置气密性均良好。
下列说法正确的是
A.图1测得空气中氧气的体积分数偏小,一定是装置漏气
B.图2向试管中加入氧化钙,石灰水溶质质量减小,玻璃弯管左侧液面降低
C.图3向广口瓶中滴入稀盐酸后,气球变大,说明中和反应放热
D.图4右侧试管中产生沉淀,说明通入的二氧化碳与氢氧化钙发生了反应
►考向03 乳化现象及应用
【例3】(2024·广东广州·二模)在家务劳动中感悟化学原理。下列劳动项目与所涉及的化学知识不相符的是
选项
劳动项目
化学知识
A
用天然气灶炒菜
天然气燃烧放热
B
清理家中鱼缸并通入空气
空气中的氧气易溶于水
C
用厨余蔬菜、果皮垃圾自制肥料
物质发生缓慢氧化
D
用洗洁精清洗有油污的碗筷
洗洁精能乳化油污
A.A B.B C.C D.D
【变式3-1】(23-24九年级下·广东广州·阶段练习)水是生命的源泉。下列有关水的说法正确的是
A.河水经过沉降、过滤杀菌消毒等净化过程后就变成纯水
B.用水灭火的原理是降低可燃物的着火点
C.水是良好的溶剂,能将碘单质溶解掉
D.可用肥皂水区别硬水和软水
【变式3-2】(23-24九年级下·广东广州·开学考试)溶液、乳浊液和悬浊液在生产、生活中应用广泛,下列有关说法正确的是
A.75%的医用酒精中水是溶质,酒精是溶剂
B.氯化钠溶于水就是氯化钠分子在水分子作用下均匀扩散到水中的过程
C.溶液、乳浊液和悬浊液都是混合物
D.生理盐水密封放置一段时间,溶液中会出现浑浊
考点四 溶解度
一、饱和溶液与不饱和溶液
1.定义:在一定 下,向一定量 里加入某种溶质,当溶质 时,所得到的溶液叫做这种溶质的饱和溶液。当溶质 时,所得到的溶液叫做这种溶质的不饱和溶液。
2.饱和溶液与不饱和溶液的判断
(1)观察法:如果溶液中有未溶解的物质且随时间变化 ,说明该温度下该溶液中 这种物质了,该溶液一定是该物质的 溶液。
(2)实验法:在一定温度时如果溶液中没有未溶解的溶质,可以向原溶液中加入该溶质,如果该物质的质量 ,那么溶液是不饱和溶液;如果该物质的质量 ,那么溶液是饱和溶液。
3. 饱和溶液、不饱和溶液与浓、稀溶液的关系
项目
饱和溶液与不饱和溶液
浓溶液与稀溶液
区别
含义不同
溶液是否饱和取决于溶质在一定温度、一定量溶剂里是否达到最大限度
溶液浓与稀取决于溶质在一定量的溶液里含量的多少
温度影响
受温度影响,必须指明温度
与温度无关
联系
1.溶液的饱和与不饱和与溶液的浓和稀没有必然的关系
2.饱和溶液不一定是浓溶液,不饱和溶液不一定是稀溶液,浓溶液不一定是饱和溶液,稀溶液不一定是不饱和溶液
3.对于同种溶质,在一定温度下,饱和溶液要比不饱和溶液浓
4.饱和溶液与不饱和溶液的相互转化
(1)一般情况下:
增加溶质 、降低温度或恒温蒸发溶剂
增加溶剂或升高温度
不饱和溶液 饱和溶液
(2)特殊情况下:对极少数在水中溶解能力随温度升高而减小的物质[如熟石灰Ca(OH)2]:
增加溶质、升高温度或恒温蒸发溶剂
增加溶剂或降低温度
不饱和溶液 饱和溶液
5.结晶
(1)定义:
溶解在溶液中的固体物质从溶液中以 的形式析出的过程。
(2)方法:
①蒸发 结晶: →降温结晶→ 。如提纯KNO3和NaCl混合溶液中的KNO3。
②降温结晶(冷却 ):蒸发结晶→ 。如提纯KNO3和NaCl混合溶液中的NaCl。
(3) 海水晒盐:
①原理:利用风吹日晒使水分蒸发,使食盐结晶析出。
②主要流程:
二、溶解度
1.固体溶解度
(1)概念:在一定 下,某固态物质在 溶剂里达到 时所溶解的 。
(2)四要素:
①条件: ;
②标准:在 溶剂里;
③状态:达到 ;
④单位: 。
(3)影响因素:
①内部因素: 本身的性质。
②外部因素: 。
2.与溶解性的关系
溶解度/g
<0.01
0.01~1
1~10
>10
溶解性
3.溶解度曲线
(1)概念:以 为横坐标, 为纵坐标,在坐标纸上表示物质的 随 变化的曲线。
(2)意义
①点:
曲线上的点表示 。
两曲线的交点表示 。
②线:
线表示物质的溶解度随温度变化的 。
③面:
曲线下方的点表示溶液为 。
曲线上方的点表示溶液 且有未溶晶体。
4.气体的溶解度
(1)概念:在压强为 kPa和一定 时,气体在 体积水里溶解达到 状态时的气体 。
(2)影响因素:
①内因:气体本身的性质。
②外因:在压强不变时,温度越高,气体溶解度 ;在温度不变时,压强越大,气体溶解度 。
【方法技巧】
1.查出某物质在不同温度时的溶解度。
2.比较某一温度下两种物质的溶解度的大小。
3.可以确定温度对溶解度的影响状况。
4.根据溶解度曲线可以确定怎样制得某温度下的某物质的饱和溶液。
5.确定某种物质从溶液中结晶的方法。
陡升型:大多数固体物质的溶解度随温度的升高而明显增大,如硝酸钾。
缓升型:少数固体物质的溶解度受温度的影响不大,如氯化钠。
下降型:极少数固体物质的溶解度随温度的升高而减少,如氢氧化钙。
►考向01 饱和溶液和不饱和溶液判断
【例1】(2024·广东东莞·三模)下表是两种物质的溶解度数据,判断以下说法正确的是
温度
0
10
20
30
40
溶解度
氯化钠
35
35.5
36
36.5
37
碳酸钠
6.0
10.0
18.0
39.0
50
A.两物质溶解度相等的温度范围是
B.时,50g水中加入可得溶液
C.的溶解度大于的溶解度
D.时,饱和溶液的溶质质量分数为
【变式1-1】已知KNO3在20℃、30℃时的溶解度分别为31.6g、45.8g,某同学按下图所示步骤进行实验,下列说法正确的是
A. I中KNO3的质量分数为10.0% B. Ⅱ中溶液是30℃时KNO3的不饱和溶液
C. Ⅱ中KNO3的质量分数是I中的2倍 D. Ⅲ中有KNO3晶体析出
【变式1-2】浓度为10%的氯化钠溶液对葡萄球菌具有明显的抑制效果。下图为配制氯化钠杀菌液的过程,结合图表信息,有关分析正确的一项是
温度/°C
0
10
20
30
40
60
80
90
100
氯化钠溶解度/g
35.7
35.8
36.0
36.3
36.6
37.3
38.4
39.0
39.8
NaCl在不同温度时的溶解度
A. 图1中搅拌可增大氯化钠的溶解度
B. 图2中溶液为20℃氯化钠的不饱和溶液
C. 图2中溶液对葡萄球菌有明显的杀菌效果
D. 从氯化钠溶液中得到氯化钠均可采用降温结晶的方法
【变式1-3】(2024·广东佛山·二模)“天气瓶”是由罗伯特菲茨罗伊(英)在1834-1836年航行时发明的。他记录如下:若溶液澄清,会晴朗高照;若液体朦胧伴有沉淀,会多云;若有悬浮的沉淀,则会湿度大;若沉淀和流体共存,暴风雨将会到来;若……;若顶部有漩涡,则要变天起风。
“天气瓶”制作过程如图1,和在水中的溶解度如图2。
现代研究证明,瓶内结晶形态与天气的对应关系几乎成随机分布,无预测价值,但可作为一个美丽的装饰。
根据上文,回答下列问题。
(1)菲茨罗伊的预测:若溶液澄清,天气将 ;科学证明,“天气瓶” (填“能”或“不能”)准确预测天气。
(2)溶解樟脑时,用玻璃棒搅拌的作用是 ,溶液A中溶质质量分数为 (保留)。
(3)时,溶液B是的 (填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(4)时,的溶解度为 ,归纳的溶解度与温度的关系 。
(5)时, 的饱和溶液降温至,析出晶体的质量为 g。
►考向02 溶解度曲线的运用
【例2】(2024·广东·中考真题)硫酸铝的溶解度曲线如图所示。下列说法正确的是
A.将硫酸铝饱和溶液从10℃升温至40℃,仍是饱和溶液
B.20℃时,将16.0g硫酸铝加入50.0g水中,形成不饱和溶液
C.30℃时,硫酸铝的溶解度为36.4g
D.40℃时,硫酸铝饱和溶液的溶质质量分数为45.8%
【变式2-1】(2024·广东揭阳·二模)我国航天员王亚平利用乙酸钠溶液演示太空“冰雪”实验。已知不同温度时,乙酸钠固体的溶解度曲线如下图所示。下列说法正确的是
A.a点溶液溶质的质量分数40%
B.从a点到b点,溶液由饱和溶液变不饱和溶液
C.10℃的乙酸钠溶液升温到40℃,溶质的质量分数增大
D.40℃时,将80g乙酸钠固体加入到100g水中,所得溶液的质量为180g
【变式2-2】(2024·广东广州·二模)煤化工废水中含有NaCl、Na2SO4、NaNO3,这三种盐的溶解度曲线如图。下列有关说法正确的是
A.Na2SO4的溶解度随温度升高而升高
B.与NaCl相比,NaNO3更适合通过蒸发结晶得到
C.a1℃时,NaNO3的饱和溶液,溶质的质量分数为80%
D.a2℃时,NaCl和Na2SO4的饱和溶液溶质质量分数相等
考点五 溶质的质量分数
一、溶质的质量分数
1.概念:溶液中 与 之比。
2.计算公式:
溶质的质量分数=×100%=×100%(既适用于饱和溶液的计算,也适用于不饱和溶液的计算)。
3.与饱和溶液之间的关系:
溶质的质量分数=×100%(溶解度用S表示)。
4.意义:
溶液的质量分数是溶液 的定量表示,溶液的质量分数 ,溶液越浓。
二、有关溶质质量分数的计算
1.溶液中溶质质量分数的计算
(1)计算公式
①溶质的质量分数=×100%。 ②溶质质量=溶质的质量分数× 。
③溶液质量=溶质质量+溶剂质量==溶液的体积×溶液的 。
(2)常见类型
①已知溶质和溶剂的质量,求溶液中溶质的质量分数。
②计算配制一定质量、一定溶质质量分数的溶液所需 、 的质量。
③溶解度与同温度下饱和溶液中溶质的质量分数的换算。
2.溶液的稀释与浓缩的有关计算
(1)溶液的稀释
①原理:溶液在稀释前后, 的质量不变。
②公式:浓溶液的质量×浓溶液的质量分数= 。
方法
计算依据
溶液的稀释
加水稀释
加水稀释前后,溶液中溶质的质量不变
加稀溶液稀释
稀溶液中溶质的质量与浓溶液中溶质的质量之和等于 中溶质的质量
(2)溶液的浓缩
方法
计算依据
溶液的浓缩
添加溶质
原溶液中的溶质与后加入的 等于混合后溶液中的溶质质量
蒸发溶剂
蒸发溶剂前后溶质的质量
加入浓溶液
原溶液中的溶质与后加入浓溶液中的 等于混合后溶液中溶质的质量
►考向01 溶质质量分数的计算
【例1】(2024四川宜宾中考)为探究固体在水中的溶解情况,进行下图所示的操作(忽略水的蒸发)。下列说法错误的是
在不同温度时的溶解度
温度/
20
40
90
溶解度/g
34
40
54
A.①的溶液中溶质的质量分数约为 B.②的溶液为不饱和溶液
C.②的溶液降温到时会析出固体 D.③的溶液质量是
【变式1-1】(2024山西中考)根据情景要求,完成“一定溶质质量分数的碳酸钠溶液的配制”和化学方程式的计算。
(1)配制如图所示的100g10%的碳酸钠溶液,应该怎样操作?
【温馨提示】①计算要写出过程
②实验要写出具体操作步骤
③语言描述要简练规范
(2)若取配制好的碳酸钠溶液5.3g与一定质量的澄清石灰水恰好完全反应,理论上可生成沉淀的质量是多少?
【变式1-2】(2024·广东韶关·一模)向4只盛有100g水的烧杯中,分别加入40gKCl固体,并充分溶解。KCl的溶解度曲线如图。下列关于①~④所得溶液的说法错误的是
烧杯序号
①
②
③
④
温度(℃)
10
30
50
70
A.溶质质量:①<② B.溶液质量:②<③
C.溶质质量分数:③<④ D.④中溶质与溶剂的质量比为2:5
实验01 水的组成及变化的探究
►考向01 对水电解实验的进一步探究
1.(24-25九年级上·吉林长春·期中)实验课上,同学们做了电解水的实验。
(1)实验过程中:
①在电解器玻璃管中加满水。通电,观察到玻璃管中有气泡冒出,一段时间后,a、b管内气体体积比约为 。
②切断电源,用燃着的木条分别检验两个玻璃管中的气体,观察到 (填“a”或“b”)中气体使木条燃烧更旺。
(2)电解水时,通常要加入少量氢氧化钠或硫酸钠,目的是 。
一小组做电解水实验时,在水中加了氯化钠,该小组发现与正极相连的石墨电极上出现黄绿色气体。这激发了他们探究的欲望。请你一起参与该小组的探究活动吧!
【提出问题】
加入氯化钠的水通电时,石墨电极上分别生成了什么气体?
【查阅资料】
①氯气(Cl2):黄绿色、有刺激性气味的有毒气体,常温下1体积水能溶解2体积Cl2。
②石墨电极不参与反应
【提出假设】
(3)假设1:电极上分别生成了氧气和氯气:
假设2:电极上分别生成了氢气和氧气:
假设3: 。
【设计实验】
(4)该小组仍然用如图装置来电解加了氯化钠的水。并收集两个电极上产生的气体。
实验步骤
实验现象
解释或结论
①按照如图所示,连接好实验装置,通电一段时间后,用a、b两支试管分别收集两根石墨电极上产生的气体,观察气体的颜色。
a试管收集到黄绿色气体
b试管收集到无色气体。
通过对气体颜色的分析,说明假设 肯定是错误的。
②用拇指堵住b试管,移近点燃的酒精灯,松开拇指。
听到轻微爆鸣声
证明b试管中收集的气体为氢气。
【实验结论】
(5)加入氯化钠的水通电时,石墨电极上分别生成了 。
【反思与评价】
(6)用电解水探究水的组成实验,你认为在电解水时 (选填“可以”或“不可以”)加入少量的氯化钠,原因是 。
2.某兴趣小组以“生命之源水”为主题开展项目式学习。
【任务一】认识水的蒸发
(1)如图反映烧杯内的水在不同温度下放置时发生变化的微观示意图,则时烧杯内对应的微观示意图为____________(填序号)。
A. B. C.
【任务二】探究水的电解
如图是兴趣小组利用注射器改装的电解水实验装置。两支注射器排尽空气后,均吸取20mL氢氧化钠溶液,接通电源。
(2)实验中观察到两支注射器内均有气泡产生,且左侧液面下降得比右侧液面快,经检验气体成分后,可推知水是由 组成的。
【任务三】探究影响电解水速率的因素
以收集20mL氢气为标准,记录时间和收集氧气的体积,实验数据如下表:
实验序号
①
②
③
④
⑤
温度/℃
15
15
15
30
45
外加电压/V
6
9
12
6
6
氧气/mL
9.9
10.0
9.0
9.6
9.7
时间/s
54.6
23.4
15.0
46.2
35.4
(3)实验①②③可探究 对电解水速率的影响,欲探究温度对电解水速率的影响,应选择的实验组是 (填实验序号)。
(4)根据表中数据得出的结论是 (写1点)。
(5)除上述因素外,影响电解水速率的因素还有 (写1点)。
实验02 配制一定溶质质量分数的溶液
1. 实验用品:托盘天平、药匙、烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管、细口瓶、氯化钠、蒸馏水。
2. 实验装置及步骤
(1)用固体药品配制溶液
①计算:计算所需溶质的质量和水的体积。(注:溶质质量=溶液质量×溶质质量分数;溶剂质量=溶液质量-溶质质量)
②称量:用托盘天平称量所需的氯化钠,放入烧杯中。
③量取:用量筒量取所需的水,倒入盛有固体的烧杯中。
④溶解:用玻璃棒搅拌,使固体完全溶解。(注:溶解时玻璃棒的作用是搅拌,目的是加速溶解。溶解时必须在烧杯中进行,不能在量筒中)
⑤装瓶:将配制好的溶液转移至试剂瓶中,盖上瓶塞并贴好标签。(注:装瓶过程中,溶液少量洒出对所配溶液的溶质质量分数无影响)
(2)用浓溶液配制稀溶液
①计算:计算所需浓溶液的体积和所需水的体积。
②量取:用量筒量取浓溶液和水,倒入烧杯中。
③混匀:用玻璃棒搅拌,使溶液混合均匀。
④装瓶。
3. 实验误差分析
误差
原因
错误操作
溶质质量分数偏小
溶质偏少
药品中含有杂质或发生潮解;称量时药品和砝码放反了(使用游码);天平空载时,指针向左偏;称好的药品倒入烧杯时有部分撒在烧杯外面或沾在称量纸上;溶质未完全溶解就装瓶存放;量取浓溶液时俯视读数;量取的浓溶液溅出
溶剂偏多
量取溶剂时仰视读数,烧杯或试剂瓶中有少量水
溶质质量分数偏大
溶质偏多
天平空载时,指针向右偏;所用砝码已生锈或沾有污渍;量取浓溶液时仰视读数
溶剂偏少
量取溶剂时俯视读数,量取的溶剂倒入烧杯时有部分洒出
►考向01 配制一定溶质质量分数的溶液
3.(2024·广东中山·一模)如图所示是实验室配制一定溶质质量分数的NaCl溶液的流程图。请回答:
(1)配制该溶液需要氯化钠的质量为 g,所选用量筒的量程最好是 (填“10mL”“50mL”或“100mL”),若在量取水的过程中俯视读数,会造成配制的溶液浓度 (填“偏大”“不变”或“偏小”)。
(2)若称量NaCl固体时指针向右偏转,则应 ,直到天平平衡。
(3)取上述溶液10g加水稀释到 g,可得到5%的NaCl溶液。
(4)在溶解的过程中玻璃棒的作用是 。
(5)将配制好的溶液装在 (填“广口瓶”或“细口瓶”)中,并贴上标签。
实验03 粗盐的提纯
一、粗盐的提纯
1.实验装置
2.原理
依据物质的溶解性不同,利用过滤的方法除去食盐中的泥沙等不溶性杂质,然后蒸发水分得到较纯净的精盐。
3.操作步骤
一般包括溶解、过滤、蒸发、计算产率等。
4.实验成功的关键
(1)称量时:托盘天平使用时要调 ,读数要准确;取药品要规范,不撒落。
(2)溶解时:搅拌要匀速,不能过快,防止有液体溅出。
(3)过滤时:要规范装置和操作,做到“ ”。
(4)蒸发时:不断搅拌,以防 ;蒸发皿中出现较多固体时,停止加热。
(5)转移时:要将晶体全部转移至称量纸上,再进行准确称量。
5.误差分析
(1)产率偏低原因:
(2)产率偏高原因:蒸发时 。
(3)产率=×100%
【方法技巧】
粗盐中可溶性杂质的去除
1.粗盐提纯除去了不溶性杂质,制得的精盐中除了含有NaCl外,还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4等可溶性杂质。为了得到更纯的NaCl,设计如下的实验方案:
(1)方案1流程:
(2)方案2流程
(3)方案3流程
小结:
①碳酸钠的作用:除去粗盐中的CaCl2,同时还要除去加入过量的BaCl2,故Na2CO3必须加在BaCl2后面。
②稀盐酸的作用:除去过量的NaOH、Na2CO3,故 。
③若一种药品同时除去MgCl2和Na2SO4,可加入Ba(OH)2。
►考向01 粗盐的提纯
4.(2024·广东茂名·二模)粗盐除NaCl外,还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质。以下是制备精盐的实验方案:
(1)操作1中,加入NaOH溶液除杂时,反应的方程式为 ;反应类型是 。
(2)操作2中,加入过量的BaCl2溶液,反应的方程式为 ;
(3)加入Na2CO3除去的杂质离子是 ;
(4)操作3后得到的沉淀成分有:泥沙、CaCO3、BaSO4、 、 。(填化学式)
(5)操作3后得到的滤液中溶质为 ,为了确保最终得到的精盐更加纯净,在所得滤液中应加过量的试剂 。
跨学科实践01 水质检测及自制净水器
1.(24-25九年级上·山西太原·期中)校园里的喷泉是一道美丽的风景线,但若喷泉的水质受到污染,不仅会影响其观赏效果,还会对同学们的身体健康造成威胁。化学兴趣小组的同学们以"喷泉水的研究与治理"为课题,展开了实践研究。
任务一:调查研究
【查阅资料】同学们查阅资料后得知,喷泉水的常见处理方法中,循环过滤处理法的效果最好,这种方法有配套的过滤砂缸﹑循环水泵、消毒系统、水质监测仪及投药泵。
【交流分析】
(1)同学们交流后认为,循环过滤处理法中“过滤砂缸”的作用是 ;消毒系统的作用是 。
任务二:水质检测
【进行检测】
(2)同学们按以下步骤对校园里喷泉的水质进行检测。
实验步骤
实验操作
步骤1
步骤2
对喷泉水样进行过滤﹑稀释、萃取等前处理。
步骤3
将处理好的水样加入水质检测仪中进行检测。
【结果分析】
(3)同学们对校园中两处喷泉的水质检测结果(图1)进行分析,得出的结论是 ,由此想到在日常生活中应注意的是 。
任务三:动手制作
【动手制作】
(4)同学们受“循环过滤处理法”的启发,利用家中常见物品自制了净水器(图2)。其中A处应填充的物质是 。
【展示交流】
(5)同学们在校园科技节中展示了自制净水器,交流了制作方法,其中提到:净水器中A处物质的主要作用是 。
任务四:拓展应用
【应用思考】
(6)同学们认为喷泉不仅美观,而且喷泉水可以净化空气,其原理是 。
【拓展创新】
(7)同学们查阅资料后了解到,利用喷泉原理发明的“低温蒸汽喷泉水电解制氧”不仅可以提高电解效率,还有助于保护设备。同学们分析该电解过程的原理是 (用化学方程式表示)。
2.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期中)兴趣小组同学在制作简易净水器过程中,为研究净水效果,进行了下列几组实验。
【资料】Ⅰ.明矾是一种常见的絮凝剂,溶于水后能够吸附水中悬浮物并发生沉降,从而达到净水目的。Ⅱ.浊度用以表示浑浊程度,浊度越低代表水质越好。
【进行实验】实验1:分别用等量不同材料装填入装置(图1),对100mL河水(预先滴入1滴红墨水)进行净化。实验记录如表:
实验序号
净水材料
净水效果
①
小卵石
净化速度快,水样浑浊,仍为红色
②
石英砂
净化速度较慢,水样较澄清,仍为红色
③
活性炭
净化速度很慢,水样澄清,一段时间后,出现浅红色
(1)实验1的目的是 。
(2)实验1的③中,活性炭的作用是 。
实验2:分别将相同流量河水注入填充等量活性炭的净化装置。实验记录如表:
实验序号
①
②
实验装置
河水通过活性炭层的方式
自上而下
自下而上
净水效果
实验②比①净化后的水更清澈
(3)由实验2可以得到的结论是 。
实验3:探究用明矾净水时影响净化效果(浊度)的因素。取水样,向其中加入明矾,搅拌,用数字浊度计测定水样上层的浊度。记录如表:
实验序号
水样的体积/mL
加明矾的质量/g
静置时间/min
浊度/%
①
200
0
20
87
②
200
0.3
20
16
③
200
0.4
10
31
④
200
0.4
20
14
(4)从实验3记录可以看出,所要探究的明矾净水的影响因素是 和 。
(5)实验3主要采用了对照实验,分析对照实验数据可以帮助我们获得结论。
a.对比①和②,可以得出的结论是 ,或对比 (填实验序号)也可以获得相同的结论。
b.对比③和④,可以获得的结论是 。
c.除上述外,对比 (填实验序号)还可以获得的结论是 。
【反思评价】
(6)从实验1的净水速率和效果来看,净水材料从上到下(图1)最佳堆叠顺序是______(填序号,下同)。
A.小卵石→石英砂→活性炭 B.活性炭→石英砂→小卵石
C.石英砂→活性炭→小卵石 D.活性炭→小卵石→石英砂
(7)图2为某同学设计的一款简易净水器,为了得到更好的净水效果,入水口应为 。
跨学科实践02 海洋资源的综合利用与制盐
3.潍坊是海洋型城市,拥有着143公里的海岸线,1421平方公里的海域面积,有占比30.1%的海洋经济。潍坊的海功能齐全,向海发展、向海图强是潍坊人民的夙愿与梦想。下图为综合利用海水的部分流程图,请回答:
(1)海水晒盐:
20℃海水中主要盐类及其溶质的质量分数
盐类
质量分数
NaCl
2.72%
MgCl2
0.38%
MgSO4
0.17%
①海水晒盐后的母液是氯化钠的 (填“饱和”或“不饱和)溶液。
②晒盐时不能将水全部蒸干,目的是使卤水中的NaCl大量析出,而其他盐类基本不析出,请分析其他盐类不析出的原因 。
③用“花水”冲洗粗盐,既可除去表面的MgSO4和MgCl2杂质,又不损失NaC1.则“花水”应当是 (填序号)。
A.蒸馏水 B.饱和NaCl溶液 C.饱和NaOH溶液 D.饱和BaC12溶液
(2)海水制镁:
实际生产中,常选用 作为沉淀剂。从海水中提取MgCl2历经:海水→母液→Mg(OH)2→MgCl2三步转换,这样做的主要目的是 。
(3)粗盐综合应用:
①电解NaCl饱和溶液制取烧碱,该反应中的化学方程式是 。
②用烧碱低温制取次氯酸钠的反应原理为: ,则X的化学式是 。
基础巩固
1.(2024·广东揭阳·一模)如图所示的电解水装置探究水的元素组成,下列说法正确的是
A.a管和b管中气体体积比约为1:2 B.a管连接电源正极
C.b管中的气体能使燃着的木条烧得更旺 D.该实验说明水中含有氢分子和氧分子
2.(2024·广东惠州·二模)下列劳动实践与所述化学知识没有关联的是
选项
劳动实践
化学知识
A
用活性炭去除冰箱异味
活性炭具有还原性
B
用明矾净水
明矾溶于水产生有吸附性的胶状物
C
用洗洁精清洗油污
洗洁精能乳化油污
D
不宜用钢丝球洗刷铝制品
钢丝球会破坏铝制品表面致密的氧化铝薄膜
A.A B.B C.C D.D
3.(2024·广东江门·一模)和的溶解度曲线如图所示,下列叙述正确的是
A.的溶解度大于的溶解度
B.时,把加入水中,得到溶液的质量分数约是28.6%
C.当中混有少量杂质时,可采取冷却热饱和溶液的方法提纯
D.时,的饱和溶液,降温到时,有晶体析出,此时的溶液变为不饱和
4.(2024·广东惠州·三模)将5g大豆研碎放入烧杯并加入10mL己烷(一种有机溶剂),振荡静置一会儿,取上层清液于烧杯A中进行热水浴,得到大豆油。将大豆油转移至试管B中,加水振荡静置,现象如图所示。下列说法不正确的是
A.己烷提取油脂属于化学变化 B.己烷的沸点低于大豆油
C.大豆油在己烷中的溶解能力强于水 D.试管B中形成了乳浊液
5.(2024·广东深圳·中考真题)、溶解度示意图,下列说法正确的是( )
A.40℃时,思考乐琴琴同学将放入100g水中得到100.14g溶液
B.40℃时,的饱和溶液降温后仍是饱和溶液
C.40℃时,饱和溶液的溶质质量分数为11.7%
D.40℃时,溶解度比溶解度大
6.(2024·广东深圳·一模)2023年“中国水周”活动主题为“强化依法治水,携手共护母亲河”。初中阶段,我们从多个角度认识了“水”。在下列关于水的说法中,错误的是
A.水是常见的溶剂
B.水是由氢元素和氧元素组成
C.电解水实验中,正极与负极得到气体的体积比为
D.自来水厂净水方法主要有沉淀、过滤、吸附、杀菌、蒸馏
7.(23-24九年级上·广东茂名·期末)将等质量的NaOH固体和NH4NO3固体分别同时加入2个盛有100mL水的烧杯中,下列“温度-时间”曲线正确的是
A. B.
C. D.
8.(2024·广东广州·一模)水是生命之源。
(1)下列物质不适合放在图所示简易净水器a层的是______(填标号)。
A.木炭 B.明矾 C.生石灰 D.活性炭
(2)生活中可用 来区分软水和硬水,用 的方法降低水的硬度。若要检验水中是否溶有氯化钙、氯化镁等盐酸盐,可取样,滴入适量的 和 观察有无白色沉淀产生。
(3)电解水实验可用于探究水的组成。请在下表“变化后”的框中画出对应分子的图示。(图示要能反映质量守恒)
客观事实
微观解释
9.(2024·广东广州·二模)水和溶液在生产、生活中具有广泛的用途。
(1)水是一种重要的化学物质。
①水能用于维持生命体的新陈代谢:空气制水机能充分利用大气中的水分制出饮用水,主要过程如图所示:
被过滤装置除去的有害物质的直径 (填“大于”或“小于”)滤孔直径。
②水能用于灭火:其灭火的原理是 。
③水能够溶解许多物质。下列观点正确的是 。
A.自然界不存在“绝对纯净”的水
B.水易溶解许多物质,因而水也易被污染
C.在自然界中,不同状态的水处于不断循环中
D.地下水是重要的淡水资源,可持续不断大量开采
(2)盐矿制盐的过程中常需要将盐矿制成溶液,盐矿中除NaCl外还含有少量Na2SO4等。NaCl、Na2SO4的溶解度曲线如图所示。
①采矿盐
矿区采盐是向盐矿中注入淡水制成卤水再输回地面。20℃时,100吨水最多可溶解 NaCl的质量是 吨。
②运盐水
抽出的卤水检验合格后通过管道送往厂区。为防止冬季管道堵塞,检验时合格的卤水必须是该温度下的 (选填“饱和”或“不饱和”)溶液。
③制精盐
如图是某盐厂采用的 NaCl、Na2SO4联产工艺流程。析盐罐内真空减压蒸发水,温度宜控制为 ℃,析硝罐中出来的滤液所含的溶质有 。
10.(24-25九年级上·广东茂名·期中)水是生命之源,试用所学知识回答下列问题:
Ⅰ.杭州亚运会游泳馆的水可以实现全年不换依旧干净清澈,其中的奥秘源自于一个可以实现24小时不间断的水循环系统。
(1)硅藻土过滤器 (填“能”或“不能”)将硬水软化;可用 区分硬水和软水。
(2)臭氧能杀菌消毒,该过程发生 变化(填“物理”或“化学”)。
(3)尿素化学式为,由 种元素组成,其中碳元素和氮元素的质量比为 。
(4)水经过热板,提升到适宜比赛的温度,从微观角度分析水分子的变化情况,正确的是___________。
A.分子运动速率加快 B.分子间间隔变大
C.分子变大 D.分子种类改变
Ⅱ.“生命吸管(Life-straw)”是一种快速获取野外饮用水的吸管装置(长约16cm,重约60g),里面装有过滤材料和滤芯,其净水过程如下图所示:
(5)“生命吸管”中的活性炭可以除去水中的色素和异味,起到 作用;碘树脂主要起杀菌消毒的作用。
(6)离子交换树脂中阳离子交换柱的交换过程如图所示(图中阴离子未画出,交换后的水仍然呈电中性)。
①1个可以交换出 个。
②离子交换树脂 (填“能”或“不能”)起到软化水的作用。
(7)经过“生命吸管”净化后的水属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
能力提升
11.(2024·广东深圳南山外国语学校·一模)传统的豆腐制作常用卤水来点卤。常见卤水主要是氯化镁、硫酸镁和氯化钠的混合溶液。三种物质的溶解度曲线如图所示。下列说法正确的是
A.搅拌可以使卤水中三者溶解度增大
B.时,卤水中的质量一定最大
C.时,将等质量的和固体,配置成饱和溶液,和需要的水质量相同。
D.时,溶液和溶液,它们的溶质质量分数一定相等
12.(2024·广东惠州惠东·一模)施用尿素后的土壤含有和,根据图判断,下列说法正确的是
A.的溶解度随温度升高而减小
B.℃时,和的饱和溶液溶质质量分数大小顺序为:
C.℃时的饱和溶液升温或降温均有晶体析出
D.降温结晶可使两种物质分离
13.(2021·广东揭阳·一模)海水晒盐得到的粗盐中常含有MgCl2、CaCl2等杂质,工业提纯粗盐的过程如图所示:
(1)步骤①反应的化学方程式为 。
(2)步骤③中操作a的名称是 ;步骤④加入适量盐酸的目的是除去滤液中的Na2CO3和 。
(3)蒸发精盐水到 即停止加热,然后继续搅拌得到精盐。
(4)若步骤①和步骤②的顺序颠倒,则最后所得的精盐水中还含有 。
14.(2024·广东清远·一模)洗碗机是现代家居生活的常用电器,在使用时需要向其中加入专用的盐、洗涤剂和漂洗剂。化学小组的同学们对此专用盐的作用、成分以及洗涤剂和漂洗剂的作用产生了兴趣,并就此展开了项目式学习之旅。
任务一:了解洗碗机专用盐的作用
【查阅资料】洗碗机中装有离子交换树脂,可以吸附自来水中的某些杂质离子(主要是等),从而达到净化水质的目的.然而随着水处理量的增加,离子交换树脂吸附的杂质越来越多,吸附能力有所降低。洗碗机专用盐中含有,在清洗过程中通过离子交换把树脂吸附的杂质离子置换出来,从而恢复其吸附能力。
【交流分析】
(1)同学们通过分析资料得知,洗碗机处理后的水与自来水相比,硬度变 。通常用 来区分硬水和软水。
任务二:探究洗碗机专用盐的成分
(2)同学们打开一包洗碗机专用盐,看到大量白色固体,大家猜测其可能是或中的一种,同学们取少量该固体,加水将其配成溶液,具体操作是 。然后进行了以下实验:
【进行实验】
(3)
实验操作
实验现象
实验结论
步骤一:取少量溶液于试管中,向其中滴加溶液
无明显现象
白色固体不是
步骤二:取少量溶液于试管中,向其中滴加溶液
白色固体不是
步骤三:
白色固体是
【反思评价】
(4)小李认为在完成步骤一后,不需要再进行步骤二,理由是 。
(5)步骤三中发生反应的化学方程式是 。
任务三:了解洗涤剂和漂洗剂的作用
【信息检索】洗涤剂的主要成分是表面活性剂,主要用于除去油污.漂洗剂用来辅助漂洗,加速烘干,使餐具保持光亮.
【讨论交流】
(6)根据信息及所学知识,同学们交流后认为,洗涤剂除去油污的原理是 。
【成果分享】通过项目式学习,同学们从化学角度认识了洗碗机专用盐、洗涤剂和漂洗剂,理解了化学与生活的紧密联系,领略了化学学科的魅力。
$$